diseño de una maquina aplanadora para asfalto
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Diseño de una maquina aplanadora para asfaltoTRANSCRIPT
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSITARIA
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DEL ESTADO ARAGUA
“FEDERICO BRITO FIGUEROA”
LA VICTORIA – ESTADO ARAGUA.
COORDINACIÓN DE CREACIÓN INTELECTUAL Y
DESARROLLO SOCIO PRODUCTIVO.
DISEÑO DE UNA MÁQUINA APLANADORA DE ASFALTO PARA EL
MUNICIPIO MARIO BRICEÑO IRAGORRY DEL ESTADO ARAGUA
PNFMM-2-14-1104
Proyecto Socio Integrador como requisito para optar al Título de
Técnico Superior Universitario en la Especialidad de Mecánica.
Autores:
Eduardo Hernandez C.I. V- 23.627.452
Heitber Ortiz C.I. V-20.650.083
Reinaldo Manzano C.I. V-22.954.560
Tutor:
Ing. Rafael Delgado
Maracay, Diciembre de 2014
ii
iii
iv
v
AGRADECIMIENTOS
A Dios por darnos la vida y hacernos lograr nuestras metas.
A nuestras familia, por darnos todo su apoyo y querernos por sobre todas las
cosas.
A Mariangela por darme su amor, apoyo confianza y compartir momentos en
mi vida te quiero mucho.
A Claudia por estar siempre a mi lado apoyándome y brindándome tu amor
sincero.
A Anabella por hacernos felices a todos cada día.
vi
DEDICATORIA
El presente trabajo de grado se lo dedicamos a Dios. A nuestras familias que
gracias a su apoyo pudimos concluir nuestra carrera. A nuestros padres por su apoyo
y confianza. A nuestros hermanos su apoyo. A mi esposa e hija por darme el tiempo
para realizarme profesionalmente.
vii
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
UNIVERSITARIA
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA TERRITORIAL DEL ESTADO ARAGUA
“FEDERICO BRITO FIGUEROA”
LA VICTORIA – ESTADO ARAGUA.
COORDINACIÓN DE CREACIÓN INTELECTUAL Y
DESARROLLO SOCIO PRODUCTIVO.
Línea de Investigación: Diseño y Manufactura de Elementos y Sistemas Mecánicos.
Autores: Br. Eduardo Hernandez
Br. Reinaldo Manzano
Br. Heitber Ortiz
Tutor: Ing. Rafael Delgado.
Diciembre 2014
DISEÑO DE UNA MÁQUINA APLANADORA DE ASFALTO PARA EL
MUNICIPIO MARIO BRICEÑO IRAGORRY DEL ESTADO ARAGUA.
RESUMEN.
El rápido avance industrial y tecnológico de los países desarrollados a estado
afectando a los países en vías al desarrollo por el hecho de que tecnología importada
ocupa casi 1a totalidad de las máquinas que se usan en estos últimos. El aplanado es
un proceso de gran peso en dos cilindros contenedores para comprimir, pero más
complejos en cuanto a su cumplimiento satisfactorio, ya que involucra una gran
cantidad de variables a considerar; con el objetivo de una mejor comprensión del
proceso a las futuras generaciones de profesionales egresados de la UPTA y llevarle a
la comunidad un proyecto viable y que se pueda adaptar a un presupuesto factible.
Por esta razón el diseño se lleva a cabo un diseño con dos cilindros capaz de aplanar
el área de asfaltado de 9m² con un espesor de 7mm para comprimir a 5cm; de esta
manera estudiar la influencia de la forma y las dimensiones del producto asfaltico en
la fuerza requerida para efectuarla con éxito.
Palabras Claves: Diseño, Aplanadora, Comprensión, Asfalto.
viii
ÍNDICE GENERAL.
Contenido Página
Portada .................................................................................................................. i
Aprobación del Tutor académico............................................................................ ii
Planilla de inscripción del Proyecto........................................................................ iii
Agradecimientos .................................................................................................... v
Dedicatoria ............................................................................................................ vi
Resumen ................................................................................................................ vii
Índice General ....................................................................................................... viii
Índice De Figuras ................................................................................................... xi
Índice De Tablas .................................................................................................... xii
Introducción ........................................................................................................... 1
Capítulo I. Diagnóstico .......................................................................................... 4
1.1 Caracterización de la Comunidad ..................................................................... 4
1.1.1 Nombre de la Comunidad ...................................................................... 4
1.1.2 Localización Geográfica ........................................................................ 5
1.1.3 Aspectos Sociodemográficos ................................................................. 6
1.1.4 Campo de Acción del Proyecto .............................................................. 6
1.2 Problematización.............................................................................................. 7
1.2.1. Estudio de la Situación Problemática ................................................... 7
1.2.2. Formulación de Problemas................................................................... 7
1.2.3. Planteamiento del Problema ................................................................. 12
1.2.4. Objetivos del Proyecto ........................................................................ 14
1.2.5 Justificación ......................................................................................... 14
1.2.6 Alcances y Limitaciones de la investigación ........................................ 15
1.3 Estudio de la propuesta .................................................................................... 16
1.3.1. Alternativas de Solución .................................................................... 16
ix
1.3.2. Estudio de las Restricciones del Diseño ............................................. 20
1.3.3. Estudio delos Criterios del Diseño ..................................................... 20
1.3.4. Selección de la mejor Solución .......................................................... 22
Capítulo II. Planificación ....................................................................................... 23
2.1. Antecedentes de la investigación .......................................................... 23
2.2. Bases Teóricas ..................................................................................... 25
2.2.1. Aplanadora ........................................................................................ 25
2.2.2. Tipos de Aplanadoras ........................................................................ 26
2.2.3. Funcionamiento de la planadora ......................................................... 26
2.2.4. Maquina ............................................................................................ 27
2.2.5. Consideraciones o factores de diseño ................................................. 28
2.3. Bases Legales ....................................................................................... 29
2.3.1. Constitución de la República Bolivariana de Venezuela ..................... 29
2.3.2. Ley de los Consejos Municipales ....................................................... 31
2.3.3. Ley de Tránsito Terrestre ................................................................... 31
2.3.4. Atribuciones del instituto Nacional de Tránsito y Transporte
Terrestre ....................................................................................................... 32
2.3.5. Reglamento Orgánico del Ministerio de Infraestructuras ................... 32
2.4. Metodología de la investigación ........................................................... 32
Capítulo III. Sistematización de los resultados ....................................................... 35
3.1 Ejecución De La Propuesta ..................................................................... 35
3.1.1. Determinación el Volumen de los Cilindros ......................................... 35
3.1.2. Determinación del Espesor Mínimo de Paredes del Rodillo ................. 36
3.1.3. Determinación del Peso Contenedor de Combustible ........................... 37
3.1.4. Determinación del Peso del Conjunto Completo .................................. 38
3.1.5. Determinación de la Presión ................................................................ 39
3.1.6. Determinación de Esfuerzo Cilindro Contenedor ................................. 39
3.1.7. Selección del Material ......................................................................... 39
x
3.1.8. Diagrama de Corte y Momento para el eje ........................................... 40
3.1.9. Diagrama de momento ......................................................................... 41
3.1.10. Determinación del Eje del Rodillo ..................................................... 42
3.1.11. Velocidades Críticas .......................................................................... 43
3.1.12. Determinación de la Potencia del Motor ............................................ 44
3.1.13. Selección de cadena ........................................................................... 46
3.1.14. Calculo de Sistema de Reducción de Cadena 2da Etapa ..................... 50
3.1.15. Verificación a Pandeos de Soportes ................................................... 54
3.1.16. Determinación de la Parte Superior del Bastidor de Soporte ............... 57
3.1.17. Pieza de Conducción .......................................................................... 60
3.1.18. Verificación de Soldaduras ................................................................ 60
3.1.19. Base del Elemento de Conducción ..................................................... 61
3.1.20. Determinación de Cálculos para Tanque de Agua .............................. 64
Conclusiones.......................................................................................................... 69
Bibliografía ............................................................................................................ 70
Anexos ............................................................................................................ 71
xi
ÍNDICE DE FIGURAS.
Figura Página
Fig. 1.2.1.1 Resultados de la encuesta inicial .......................................................... 9
Fig. 1.3.1.1 Máquina aplanadora. ........................................................................... 17
Fig. 1.3.1.2 Máquina aplanadora ............................................................................ 18
Fig. 1.3.1.3 Máquina aplanadora ............................................................................ 18
Fig. 1.3.1.4 Máquina aplanadora ............................................................................ 19
Fig. 1.3.1.5 Máquina aplanadora ............................................................................ 19
Fig. 1.3.4.1 Máquina aplanadora ............................................................................ 22
Fig. 3.1.1. Espesor mínimo de paredes de rodillos .................................................. 37
Fig. 3.1.2. Diagrama de corte y momento para el eje .............................................. 40
Fig. 3.1.3. DCL del conjunto .................................................................................. 44
Fig. 3.1.4. Etapas de las cadenas y catarinas ........................................................... 48
Fig. 3.1.5. Dimensiones y Datos Técnicos del Reductor ......................................... 49
Fig. 3.1.6. Dimensiones y Datos Técnicos del Reductor ......................................... 50
Fig. 3.1.7.Factor de servicio para transmisiones por cadenas .................................. 51
Fig. 3.1.8. Tabla de tubos estructurales y propiedades para el diseño ...................... 55
Fig. 3.1.9. Espesor del bastidor .............................................................................. 59
Fig. 3.1.10. Base del elemento de conducción ........................................................ 62
Fig. 3.1.11. Angulo de la base del elemento de conducción .................................... 63
Fig. 3.1.12 .Tanque de agua y tubería ..................................................................... 64
xii
ÍNDICE DE TABLAS.
Tabla Página
Tabla 1.1. Restricciones de diseño. Fuente: Los Autores (2014) ............................. 20
Tabla 1.2. Estudio de la ponderación de los criterios de diseño por cada solución.
Fuente: Los Autores (2014) ................................................................................... 21
Tabla 1.3 Estudio del producto de la ponderación de los criterios por la ponderación
de los criterios de diseño por cada solución. Fuente Los Autores (2014) ............... 21
INTRODUCCIÓN
Los objetivos se enfatizan sobre el concepto de comunidad que comparte tantas
realidades de orden territorial y espacial (servicios y espacios públicos). Como
realidades de identidad historia común, tradiciones y problemas comunes y/o
colectivos, conectados al lineamiento fundamental del desarrollo del plan comunal,
como instrumento para motorizar la acción social, referente a las actividades que
permita el planteamiento de proyectos a ejecutar de una manera consensuada
enmarcado dentro de un proyecto socio integrador ejercido en la Comunidad de Las
Mayas, El Limón, Municipio Mario Briceño Iragorry del Estado Aragua.
Se permitió obtener el intercambio de ideas, la integración social y el aprendizaje
mutuo. Fortaleciendo y enriqueciendo la formación universitaria, con la aplicación de
los conocimientos adquiridos durante la formación académica y valorando su
importancia como un ensayo previo al ejercicio de nuestra profesión o acercarnos a la
dinámica de trabajo que nos espera como futuros profesionales en esta carrera. Dando
un aporte tanto a la universidad como a los estudiantes de esta carrera que seguirán en
esta profesión de acuerdo al nuevo modelo educativo de integración con la
comunidad.
El proyecto socio integrador a desarrollar se encuentra enmarcado dentro de un
entorno donde se evidencia la necesidad de crear soluciones, dar atención y asistencia
acaso que verdaderamente lo ameritan; así como, reducir carencias latentes que de
alguna u otra forma afectan directa e indirectamente el normal y correcto
desenvolvimiento del que hacer social de los habitantes de la Comunidad Las Mayas
del Limón. Todo lo antes expuesto será abordado con la finalidad de analizar y
evaluar todos los conceptos claves, objetivos, organización y funcionalidad del diseño
2
de una aplanadora para dicha comunidad, permitiendo de este modo adquirir las
herramientas teóricas practicas necesarias para lograr elevar la eficiencia del
funcionamiento operativo de esta comunidad, en aras de la construcción de una
sociedad participativa, protagónica que realce y potencie la calidad de vida de cada
uno de los habitantes de dicha sociedad.
Es así, como se tiene que los Consejos Comunales son la forma de organización
mas avanzada dada a los vecinos de una determinada comunidad para asumir el
ejercicio real del poder popular, es decir, para poner en práctica las decisiones
adoptadas por la comunidad. Uno de los objetivos de los Consejos Comunales es
promover la elaboración de proyectos en relación con los principales problemas,
como estrategia de solución o necesidad, sentida por la comunidad, convirtiendo
dicho problema o necesidad en proyecto comunal, determinando las diferentes etapas
del proyecto y definiendo una metodología comprensible y sencilla de posible
aplicación por los miembros de los comités del Consejo Comunal y/o comunidad.
En ese mismo orden de idea, este proyecto de grado, podrá contribuir de manera
satisfactoria con la comunidad, mediante el arreglo y mantenimiento del asfaltado
con el diseño de una aplanadora, dada por el grupo del proyecto sociointegrador de la
Universidad Politécnica Territorial del Estado Aragua “Federico Brito Figueroa”,
para que así logren la formulación y ejecución de la de la problemática del asfaltado
de esta comunidad y así solventar este problema. De esta manera, el siguiente
proyecto sociointegrador de investigación, servirá de ejemplo y seguimiento para las
comunidades organizadas, para optimizar y mejorar la calidad de vida de sus
habitantes.
La investigación es apoyada bajo la concepción de un modelo metodológico de
proyecto factible; la cual estará estructurada en tres capítulos fundamentales, que son:
3
Capítulo I: Se describe el planteamiento del problema, además se establecen los
objetivos generales y específicos del presente trabajo de investigación.
Capítulo II: Se describe como el marco teórico que contienen la revisión literaria
y fundamentación legal que sustenta el presenta estudio.
Capitulo III: Se plantea la sistematización de los resultados, que abarca la
presentación de los planos que sustentan la investigación.
CAPÍTULO I
DIAGNÓSTICO
1.1 Caracterización de la Comunidad
1.1.1 Nombre de la Comunidad
Comunidad Las Mayas, El Limón del municipio Mario Briceño Iragorry
Reseña Histórica de la Comunidad
La comunidad fue fundada en los terrenos que eran hacienda de Caña de
Azúcar, pertenecía al Márquez del Toro. Luego pasaron hacer parte de las Haciendas
del benemérito Juan Vicente Gómez, después de su muerte, estos pasaron a mano del
gobierno de turno, el 11 de Enero de 1960, estando como procurador General de la
República el Dr. Pablo Ruggieri Parra y el Doctor Ángel Márquez en representación
del consejo de Giraldo. Allí se especifica que el área del Limón tiene 640 hectáreas
incluyendo hasta hoy el barrio la Coromoto, el milagro y el limón propiamente dicho,
luego el 23 de enero de 1962 el Municipio Mario Briceño Iragorry se decreta
municipio foráneo del Municipio Girardot: mas tarde el 23 de octubre de 1986
también acoge el sencillo epónimo del Municipio Mario Briceño Iragorry.
En 1987 el municipio pasa a ser autónomo por lo tanto a partir de ese
momento se elegirían las autoridades municipales que regirán los destinos del nuevo
municipio, fue el 5 de Enero de 1990 cuando se instaló el primer Consejo Municipal
electo por elección popular a través del sufragio en el mes de diciembre de 1989. Las
Mayas es una Urbanización del limón establecida como tal a raíz de la instalación de
5
una empresa de saque de arena en el lugar donde actualmente esta ubicado el parque
la laguna. Con la arena de esa empresa se construyeron las primeras casas alrededor
del banco Caja Familia en la actualidad banco Banesco, en ese sector vivieron los
dueños de la arenera Mundo Hernández Y Guevara quienes le asignaron el nombre de
Las Mayas.
La fundación de Las Mayas como Parte de la parroquia el limón fue entre los
años 1952 y 1956.En ese tiempo se establecieron en el sector algunas familias
campesinas que se dedicaron al cultivo de maíz, plátano, yuca, caraotas, frijoles, café
etc. y construyeron sus viviendas rudimentariamente.
1.1.2. Localización Geográfica
La poligonal 1 se encuentra ubicada en el municipio Mario Briceño Iragorry en las
adyacencias de la Urbanización Las Mayas, esta cuenta con aproximadamente 246
familias distribuida en nueve (9) Manzana, de la 07 a la 19, con 217 casas
aproximadamente. Esta urbanización cuenta con todos los servicios básicos, no
cuenta con colegios, ni áreas recreativas dentro de la misma ya que la Urbanización
Arias Blanco Av. Caracas que posee colegios, guardería, centro de salud, y prestando
los servicios a las urbanizaciones adyacentes. Alrededor se encuentran otros sectores
como Valle verde, Barrio la Cruz.
Así mismo El Consejo Comunal ocupa un ámbito geográfico comprendido
dentro de los siguientes linderos: Norte: poligonal 2, Las Mayas – Cruz, Sur: parque
nacional Henry Pittier, Este: Parque Henry Pittier, y Oeste: poligonal 3 - 4 Las
Mayas-Cruz.
6
1.1.3. Aspectos Sociodemográficos
El análisis del censo realizado en la urbanización las mayas 1era poligonal en
el año 2010, permitió estudiar las condiciones de las edades de la población, situación
socio-económica, situación física de la vivienda, salud, servicios y participación
comunitaria, arrojando como resultado que: en una población de aproximadamente
870 personas, 428 masculinos y 442 femeninas, contando con una población de
edades comprendidas entre 0 y 14 años, la población joven en edades comprendidas
de 15 a 130 años, contando con una población de adultos de 31 a 59, y una localidad
de adulto mayor en edad de 60 años en adelante. Con un grado medio de instrucción
entre Básico, Bachilleres y Universitarios, siendo el estado civil soltero y casado los
predominantes; y una gama diversa de oficios siendo las profesionales las de mayor
jerarquía.
En cuanto al ingreso económico familiar se puede decir que existe un rango entre
600 a más de 2000 Bs., la mayoría de las personas que reside en la urbanización son
propietarios de su vivienda. La cual posee servicios básicos (luz, aguas blancas,
potables y servidas), además de poseer los enseres básicos como: cocina, nevera,
televisión, lavadora, y otros. Hay cierta cantidad de familias que no cuentan con una
vivienda propia
1.1.4. Campo de Acción del Proyecto
Este proyecto se va efectuar en la comunidad de las Mayas, El Limón del municipio
Mario Briceño Iragorry, trabajando acorde y mancomunadamente con el consejo
comunal de esta localidad brindándonos todos los datos necesarios y la ayuda posible
para efectuar este propósito.
7
1.2. Problematización
1.2.1. Estudio de la Situación Problemática
En la comunidad las Mayas la cruz poligonal 1, ubicada en El Limón,
Municipio Mario Briceño Iragorry,es el área donde se va a efectuar la investigación.
Para iniciar el estudio se realizará una encuesta en función de detectar los problemas
que poseen, a la vista se observan algunos como el asfaltado en muy malas
condiciones, contaminaciones debido a que no pasa continuamente el aseo urbano
también poca iluminación en algunos espacios problemas con la inseguridad, el agua
potable, en esta comunidad habitan 217 hogares de las cuales se han entrevistado 40
de ellos, entre ellos representantes de diferentes familias.
Encuesta Inicial
Se encuesto a 40 representantes de diferentes casas o familias que conviven
en el sector con las siguientes Preguntas:
Encuesta dirigida a la comunidad del Callejón la Grama, El Limón
1. ¿Cree usted que el asfaltado del sector estas en buenas condiciones para el uso
peatonal y vehicular? justificar la respuesta.
Si_____ No_____
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
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2. ¿Cree usted que el sector posee las condiciones de seguridad suficientes para
resguardarlo? justificar la respuesta.
Si______ No______
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
3. ¿Qué problema cree usted que más afecta al sector? ¿Por qué?.
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
Firma: _______ Dirección: _________________________ Fecha: ________
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Figura 1.2.1.1 Resultados de la encuesta inicial
Fuente: Los Autores (2014)
Los resultados proyectaron con un porcentaje de 38.5% que el problema más
grave es el de la inseguridad, el asfaltado con un 23.1%. El alumbrado con un
15.14%, la canal con un 15.14% y el surtido de aguas blancas con un 7.7%. Como se
observa el mayor porcentaje refiere a la inseguridad como el problema que más
afecta, pero este problema se escapa de las manos del investigador, se decide trabajar
la segunda problemática, que además tiene que ver en la especialidad de mecánica
que es área de este presente trabajo.
Los resultados arrojados permitirán determinar el problema que más les afecta es
el de la inseguridad, le sigue el asfaltado, el alumbrado, la canal que atraviesa el
angostillo, y el suministro de aguas blancas.
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1.2.2. Formulación del Problema
Posibles Formulaciones:
Diseño de una máquina aplanadora de asfalto para el uso comunitario en Las
Mayas, El Limón.
Sistema básico: Asfalto
Sistema básico en estado inicial: Asfalto en crudo
Sistema básico en estado final: Asfalto aplanado
Sistema diseño: máquina aplanadora
Sistema ambiente: Las Mayas, El Limón.
Boceto de un prototipo mecánico de una aplanadora de asfalto para el uso en Las
Mayas, El Limón.
Sistema básico: Asfalto
Sistema básico en estado inicial: Asfalto en crudo
Sistema básico en estado final: Asfalto aplanado
Sistema diseño: Prototipo mecánico de aplanadora
Sistema ambiente: Las Mayas, El Limón.
Esquema de una máquina aplanadora de asfalto para la comunidad de Las Mayas,
El Limón.
Sistema básico: Asfalto
Sistema básico en estado inicial: Asfalto en crudo
Sistema básico en estado final: Asfalto aplanado
Sistema diseño: Máquina aplanadora
11
Sistema ambiente: Las Mayas, El Limón.
Plano de una máquina aplanadora de asfalto para el uso comunitario en el
Callejón la Grama, la cual podrá ser utilizada a las comunidades adyacentes de Las
Mayas, El Limón.
Sistema básico: Asfalto
Sistema básico en estado inicial: Asfalto en crudo
Sistema básico en estado final: Asfalto aplanado
Sistema diseño: Máquina aplanadora
Sistema ambiente: Callejón la Grama, Las Mayas, El Limón.
Elaboración de un diseño de una aplanadora de asfalto para la comunidad del
Callejón la Grama, la cual podrá ser utilizada a las comunidades adyacentes de Las
Mayas, El Limón.
Sistema básico: Asfalto
Sistema básico en estado inicial: Asfalto en crudo
Sistema básico en estado final: Asfalto aplanado
Sistema diseño: Aplanadora
Sistema ambiente: Las Mayas, El Limón.
Selección de la mejor formulación
Diseño de una máquina aplanadora de asfalto para la comunidad de Las Mayas,
El Limón.
Se escoge como la mejor solución debido a que cumple con todos los sistemas y
se dice lo que se quiere hacer precisamente en pocas palabras.
12
1.2.3. Planteamiento del Problema
Los baches son hoyos que se forman en las calles debido al paso constante por
tiempo indeterminado de automóviles o cualquier medio de transporte o por la mala
calidad del asfalto empleado para pavimentar las vías, es un problema que posee la
mayoría de los países subdesarrollados, en Latinoamérica los países mas afectados
según investigación realizada por el diario El Nacional, son México, el Salvador,
Ecuador, Venezuela, República Dominicana, Honduras, entre otros.
En Venezuela hay noticias diarias de nuevos huecos en las calle, en la mayoría de
los estados del país, un problema de infraestructura que no se ha solucionado y sigue
pasando el tiempo y se crean nuevos huecos, los mas afectados son las personas que
poseen automóviles y transitan por esas vías; de acuerdo a lo señalado en el Diario
Ultimas Noticias: (www.ultimasnoticias.com.ve) (2010) La lluvia agravó daños en
autopista de Oriente.
Caracas. Viajar de día, poco a poco, con los ojos bien abiertos, sin correr para que un
frenazo repentino no cause una tragedia y, si es posible, en camioneta (no en carros
pequeños), son las recomendaciones que los conductores que transitan
frecuentemente la carretera a Oriente (Troncal 9), entre Caracas y Puerto La Cruz,
dan a quienes planean viajar por esta vía en días de asueto.
En un recorrido efectuado por la troncal (tramo del estado Miranda), se constató
que el pavimento está destrozado, y aunque tiene tiempo (meses) así, las lluvias la
deterioraron aún más; un trayecto como el de Caucagua-El Guapo, que se recorre en
una hora, actualmente puede tomarle dos, y el viaje hasta Puerto La Cruz seis horas,
dependiendo del tráfico. El equipo de Últimas Noticias constató la existencia de 370
huecos entre Kempis y El Guapo. Asimismo, lo reseñado en el Diario El Carabobeño:
(www.el-carabobeno.com) (2010) Vías del barrio Nicolás Farimachis tienen dos
13
décadas sin mantenimiento.Desde hace al menos 15 años los habitantes del barrio
Nicolás Farimachis, en el municipio Santiago Mariño, estado Aragua, esperan por el
asfaltado de avenidas y calles. No se han aplicado labores de mantenimiento desde
hace dos décadas cuando se creó la comunidad.
En el lugar existen enormes huecos que se han extendido por la acción del agua
de lluvia. Lo que alguna vez fue una avenida asfaltada, hoy es una carretera de tierra
que se ha vuelto intransitable para vehículos pequeños. Los vecinos han formulado la
denuncia ante organismos de los gobiernos local y regional, pero aseguran que jamás
han sido escuchados. Diario el Carabobeño (www.el-carabobeno.com) (2010): Vías
en emergencia en sector El Limón.
Diversas calles de la urbanización El Limón están en emergencia debido al mal
estado en el que se encuentran. Una muestra de esto, es la calle Anzoátegui del sector
El Piñal. La ruta está repleta de huecos y obstáculos que los conductores deben
sortear cada vez que transitan la vía, o de lo contrario corren el riesgo de ocasionar
cualquier tipo de desperfecto a su vehículo, como es el caso de la señora Arminda de
Rojas, quien tuvo que cambiar el tren delantero de su automóvil luego de caer en uno
de los huecos. Los vecinos de la comunidad se quejan de botes de agua que provienen
de las tuberías de aguas blancas, empeorando el estado de las calles. Por esta razón,
extendieron un llamado a las autoridades para que dieran inicio a planes de bacheo y
asfaltado en la zona. En Maracay las mayorías de las vías están dañadas por el
descuido de los entes correspondientes y los malos métodos para asfaltar esas calles,
cuando se habla de Maracay no se incluye a El Limón ya que esta en otro municipio,
pero se usa como punto de referencia para que se entienda la gravedad del
inconveniente. En El Limón también se ubican en las principales avenidas muchos
huecos al parecer los organismos correspondientes no se han fijado en estos mismos.
La zona de Las Mayas es el sector del problema a solucionar, allí se encuentra un
14
aproximado de 100 desperfectos en las calles desde agrietamientos hasta baches
inmensos, los más afectados son las personas que se desplazan por esas vías en sus
automóviles, la colectividad de clase media baja que en muchos casos no poseen los
recursos para comprar un nuevo repuesto a un automóvil.Se ha logrado saber el
inconveniente del proyecto comunitario a desarrollar que parece que no afecta
mucho, pero en realidad esas calles en ese estado pueden ocasionar accidentes viales
y otros inconvenientes que pudiesen ser evitados.
1.2.4.Objetivos del Proyecto
1.2.4.1. Objetivo General
Diseñar una máquina aplanadora de asfalto para la comunidad de Las Mayas, ubicada
en El Limón, Municipio Mario Briceño Iragorry.
1.2.4.2. Objetivos Específicos
▪ Determinar el grado de deterioro del asfaltado en la comunidad del sector las
mayas, El limón Municipio M.B.I.
▪ Crear un campo de acción en la comunidad para solventar el problema.
▪ Elaborar los planos para la construcción de una máquina aplanadora de asfalto
▪ Diseñar una máquina aplanadora de asfalto.
1.2.5. Justificación del Problema
La comunidad de Las Mayas posee una población de mil doscientos habitantes (1200)
aproximadamente, los cuales son conscientes del grado de deterioro de las calles y los
daños que le ocasionan a los automóviles que se desplazan por la zona, aparte el mal
aspecto que le da al sector estos son algunos de los motivos que impulsaron a realizar
15
este diseño de una aplanadora de asfalto. A través de este trabajo se logrará diseñar
una máquina aplanadora de asfalto para su uso en la comunidad ya dicha y solucionar
los problemas viales que afectan a esta misma, además se podrá usar en otras zonas
del municipio después de su aplicación en la zona donde se plantea el proyecto.
Para que este proyecto se pueda cumplir se necesita el apoyo de las
autoridades competentes de la zona que se relacionan con dicho problemática, la
intervención de las autoridades tiene que ver mucho para la culminación del proyecto
en cuanto a su elaboración.
1.2.6. Alcances y Limitaciones
1.2.6.1. Alcances
Lograr el diseño y la construcción de la máquina aplanadora.
Tener un presupuesto acorde a la hora de obtener los materiales a la hora de
crear dicha máquina.
Obtener información necesaria para elaborar este diseño.
Que sea un diseño innovador que la comunidad se sienta a gusto a la hora de
usarlo.
Lograr establecer la viabilidad y las ventajas de este proyecto.
16
1.2.6.2.Limitaciones
Si el proyecto avanza a la etapa de construcción y pruebas de campo del sistema
se perciben la siguiente limitante:
Recursos económicos: el presupuesto que sea aprobado puede modificar las
características de los sistemas, la adquisición de los componentes más
convenientes dependerá del presupuesto. El proceso de fabricación puede
afectarse dependiendo de las herramientas que el presupuesto permita
comprar.
Aspectos técnicos: cabe destacar que la máquina aplanadora es solo para
bacheo (tapar huecos), no cumple con la función de aplanar carpetas.
El tipo de material de ser una mezcla del concreto asfáltico en caliente.
La temperatura para el trabajo de asfaltado no debe pasar los 95 ºC.
1.3. Estudio de la Propuesta
1.3.1. Alternativas de Solución
Posibles soluciones:
Tiene que ser un diseño innovador y original.
Tiene que cumplir con las características básicas de una máquina aplanadora.
Es un diseño básico pero útil.
Tiene que alcanzar la meta propuesta en el proyecto.
Un diseño compacto.
Tiene que estar adaptados a los conocimientos básicos que se poseen en la
creación de diseños.
Un diseño elemental pero cumpliendo las características de diseño de una
17
aplanadora.
Es el diseño de una máquina aplanadora de asfalto, no una asfaltadora.
Solo debe cumplir los requisitos del proyecto.
A continuación se presentan las distintas máquinas aplanadoras, con el objetivo
de describirlas y ponerlas a consideración con el fin de diseñar la más adecuada para
la comunidad, atendiendo a las posibilidades económicas y prácticas de la misma.
Sol₁ 2 rodillos de acero que comprimen la superficie en el propio peso
de la máquina, los rodillos de acero son para hacer un suelo suave y
parejo,
Figura 1.3.1.1Máquina aplanadora
Fuente: Los Autores (2014)
18
Sol₂ Rodillo de acero en parte frontal, compacta para trabajos cortos,
comprime superficies con el propio peso de la máquina, los rodillos de
acero son para hacer el suelo suave y parejo.
Figura 1.3.1.2 Máquina aplanadora
Fuente: Los Autores (2014)
Sol₃ Rodillo de acero en la parte frontal comprime superficie en el propio
peso de la máquina, los rodillos de acero son para hacer un suelo suave y
parejo,
Figura 1.3.1.3 Máquina aplanadora
Fuente: Los Autores (2014)
19
Posee una base plana pesada, un sistema de amortiguación para
que la vibración no afecte el motor y el mango de la mano, utiliza la
vibración para ir aplanando y avanzando.
Figura 1.3.1.4 Máquina aplanadora
Fuente: Los Autores (2014)
Posee una base plana pesada, un sistema de amortiguación para que
la vibración no afecte el motor y el mango de la mano, utiliza la vibración
para ir aplanando y avanzando.
Figura 1.3.1.5 Máquina aplanadora
Fuente: Los Autores (2014)
20
1.3.2. Estudio de las Restricciones del Diseño
R₁: Carrocería o diseño sencillo
R₂: Que posea un tamaño estándar medio
R₃: Sistema de dirección sencillo
R₄: Un motor sencillo, cc medio (150)
R₅: Suspensión resistente al peso de la máquina
Tabla 1.1. Restricciones de diseño.
Fuente: Los Autores (2014)
R₁ R₂ R₃ R₄ R₅
Sol₁ si si si si si
Sol₂ no no no si si
Sol₃ no no no no si
si si no si no
si si no si no
Cumple con las restricciones: siNo cumple con las restricciones: no
1.3.3. Estudio de los Criterios del Diseño
Ponderación de los criterios (PC) (1-10)
C₁: Tiene que realizarse de un material económico 8
C₂: Que no sea tan grande, para que los costos de transporte no sean elevados. 7
C₃: Realizar la dirección sencilla, para que cualquiera pueda operar la máquina 6
C₄: Un motor económico que le de la suficiente potencia 10
C₅: Un diseño sencillo, para que se realice en el menor tiempo esta aplanadora 5
Ponderación de los Criterios por Solución (PCS)
21
Tabla 1.2. Estudio de la ponderación de los criterios de diseño por cada solución.
Fuente: Los Autores (2014).
Sol₁ Sol₂ Sol₃
PCS₁ 9 3 2 9 9
PSC₂ 10 2 2 10 10
PCS₃ 8 5 6 7 6
PCS₄ 10 4 4 7 7
PCS₅ 10 4 4 10 10
Ponderación Final (PC x PCS)
Tabla 1.3 Estudio del producto de la ponderación de los criterios por la
ponderación de los criterios de diseño por cada solución.
Fuente: Los Autores (2014).
Sol ₁ Sol₂ Sol₃
(PC x PCS)₁ 72 24 16 72 72
(PC x PCS)₂ 70 14 14 70 70
(PC x PCS)₃ 48 30 36 42 36
(PC x PCS)₄ 100 40 40 70 70
(PC x PCS)₅ 50 20 20 50 50
(PC x PCS)і 340 128 126 304 298
22
1.3.4. Selección de la Mejor Solución
Un diseño sencillo, para que se realice en el menor tiempo posible, con
materiales económicos, con un motor económico y con potencia, y que el diseño sea
de fácil manejo para que cualquiera pueda operar la máquina.
Figura 1.3.4.1 Máquina aplanadora
Fuente: Los Autores (2014)
CAPÍTULO II
PLANIFICACIÓN
2.1. Antecedentes de la Investigación
Los antecedentes permiten conocer como ha sido tratado un problema específico
de la investigación: los tipos de estudios efectuados, el lugar donde se realizaron y el
diseño utilizado. Palella y Martins (2008), expresan que es conveniente que el marco
teórico contenga los antecedentes de la investigación, “entendido como diferentes
trabajos de investigación realizados por otros investigadores sobre el mismo
problema” (p.55). Agregan que estos pueden ser tanto nacionales como
internacionales y los títulos referidos deben estar relacionados con las variables de la
investigación propuesta.
De acuerdo a la revisión bibliográfica realizada en función del objeto de estudio,
se encontró la información referente a trabajos anteriores que constituyen un marco
de referencia sobre el tema propuesto entre los cuales se mencionan:
Fernández V., 2000. En su Trabajo de Grado titulado: Diseño y Cálculo de
una Máquina Bloquera Hidráulica. Universidad Técnica de Oruro, Facultad Nacional
de Ingeniería, Carrera de Ingeniería Mecánica. El presente proyecto encara
directamente al diseño y cálculo de una máquina bloqueará hidráulica, para la
Comunidad de San Tomé, ya que para cualquier elaboración de un producto en este
caso los bloques de concreto, exige que este deba ser resistente a la compresión, que a
su vez sean de gran utilidad para la Comunidad. Esta máquina cumple con los
requisitos, de fácil construcción, de fácil operabilidad, de fácil montaje, alto
24
rendimiento, eficiente y de bajo costo. En la fase del diseño se tomo en cuenta el
reconocimiento de la necesidad, definición del problema, síntesis, análisis de
optimización, evaluación y penetración. El costo de fabricación de esta máquina
resulta económico y con seguridad muy inferior a lo que pudiera significar una
importación; por lo demás y para concluir, se observa que la implementación de
proyectos como el presente, permitirá a los proponentes crear sobre la base de
ingenio, maquinaría y tecnología, un mejor futuro para nuestra industria nacional.
La investigación se relaciona con nuestro proyecto, ya que es el diseño de una
máquina para satisfacer las necesidades de una comunidad, en la cual se siguen
lineamientos, normas de diseños y otros aspectos, los cuales nos sirven de mucho en
la parte teoría y practica de la elaboración de nuestra máquina aplanadora de asfalto.
Aguilar F. y Díaz A. Castrillo, 2004. En su Trabajo de Grado titulado:Estudio
Preliminar para el Diseño de una Máquina Productora de Bloques con Suelos
Estabilizados. Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría”, Ingeniería
Mecánica, Cuba. El diseño final de una máquina termina después de construirse un
prototipo y verificar que funcione correctamente. No obstante, antes de construir el
prototipo se puede modelar el equipo para detectar problemas que puedan surgir en la
propuesta inicial. La idea anterior se aplicó en una máquina para la producción de
bloques a partir de suelo estabilizado. Los esquemas, cinemático y estructural de la
máquina, se hicieron a partir del análisis de equipos similares y de ideas propias. Se
incluyó un sistema de accionamiento óleo hidráulico para obtener una fuerza de
compactación elevada y tener una alta productividad de bloques con la calidad
requerida. Posteriormente, se determinó, de forma experimental, la fuerza de
compactación aplicada a un suelo estabilizado, para producir bloques que resistan un
esfuerzo a compresión establecido por la norma de calidad. Con la fuerza de
compactación definida, se modelaron las partes peligrosas del equipo, en un programa
de elementos finitos. Se muestran los resultados, señalándose como en algunos
25
elementos, la propuesta original fallaba, proponiéndose nuevas soluciones.La
presente investigación os sirve en nuestro proyecto, ya que posee una metodología
que posee una propuesta factible, con soporte documental, teniendo como desarrollo
un modelo operativo viable, apoyándose en la investigación documental, para aclarar
teóricamente lo planteado.
Abreu J. y Contreras C. (2010). Asfaltado (carpeta corrida y bacheo) de calles y
carreras del municipio a través de los proyectos de los Consejos Comunales en La
Parroquia la Concordia, Urb. Juan de Maldonado, San Cristóbal, Estado Táchira. El
siguiente proyecto se desarrolla en base a: Promover el desarrollo del Municipio
mediante la prestación de serviciospúblicos eficientes y eficaces, fomentando
estrategias acordes a las condiciones óptimasde comunicación y accesibilidad entre
los habitantes del Municipio San Cristóbal con losMunicipios circunvecinos,
propiciando el desarrollo urbano ordenado y sustentable, laejecución de obras
relativas al equipamiento urbano y rural, logran el óptimo desarrolloeconómico y
social para los San cristobalenses.
El proyecto descrito anteriormente, sirve de gran ayuda en lo que respecta al
trabajo mancomunado con los Consejo Comunales, como adoptar las medidas
necesarias para realizar este tipo de proyectos, así como involucrar a los entes
regionales como la Alcaldía del Municipio donde se desarrolla el proyecto.
2.2. Bases Teóricas
2.2.1. Aplanadora
Una apisonadora o aplanadora es una máquina pesada que consta de un tractor y
de un cilindro de gran peso que va delante y funciona a modo de rueda delantera.Las
aplanadoras se utilizan en construcción para compactar materiales. Son
26
imprescindibles durante la construcción de carreteras, tanto en la sub-base como en
las mezclas asfáltica, siendo utilizadas, siendo utilizadas también para alisar
superficies u otros tipos de tareas en obras diversas. Para la compactación de
materiales tales como arcilla se utilizan apisionadoras con elementos salientes en la
superficie del cilindro; siendo usual denominarlas “pata de cabra”.
Actualmente es normal que la compactación se logre mediante un elemento
vibratorio situado dentro de un cilindro; incrementando la capacidad de compactar o
reduciendo el peso necesario. Esta disposición permite, además, la fabricación de
equipos livianos y capaces de operar en áreas reducidas.
2.2.2. Tipos de aplanadora
Aplanadora de vapor
Aplanadora ligera
Aplanadora con doble rodillo
2.2.3. Funcionamiento de la aplanadora
Aunque su constitución es muy variable según las necesidades, el tipo mas
común consta de tres pesados rodillos metálicos lisos: uno delantero al que se asigna
las funciones de dirección y tan ancho como la máquina, y dos en posición trasera, de
mayor diámetro; accionados por un motor diesel. El peso total puede superar las 50 t.
antiguamente las apisonadoras eran accionadas por máquinas de vapor.
Asfalto
El asfalto es un material viscoso, pegajoso y de color negro, usado como
aglomerante en mezclas asfálticas para la construcción de carreteras, autovías o
autopistas. No suele explotarse desde hace mucho tiempo ya que, al obtenerse en las
refinerías petroleras como subproducto sólido en la fragmentación que se produce en
27
las torres de destilación del petróleo, es un material muy importante dentro de la
construcción civil y debe ser considerado en todo momento, las principales
características del asfalto son su durabilidad, su resistencia al deslizamiento, su
flexibilidad, su maleabilidad, su trabajabilidad, su uso económico, su
impermeabilidad, entre otros.
2.2.4. Máquina
Una máquina es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento
posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo con
un fin determinado. Se denomina maquinaria al conjunto de máquinas que se aplican
para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo.Los elementos
que componen una máquina son:Motor: es el mecanismo que transforma la energía
para la realización del trabajorequerido. Conviene señalar que los motores
también son máquinas, en este caso destinadas a transformar la energía original en
eléctrica, química, potencial, cinéticala energía mecánicaen forma de rotación de un
eje o movimiento alternativo de un pistón. Aquellas máquinas que realizan la
transformación inversa, cuando es posible, se denominan máquinas
generadoras ogeneradores y aunque pueda pensarse que se circunscriben a los
generadores de energía eléctrica, también deben incluirse en esta categoría otro tipos
de máquinas como, por ejemplo, las bombas ocompresores.
Evidentemente, en ambos casos hablaremos de máquina cuando tenga elementos
móviles, de modo que quedarían excluidas, por ejemplo, pilas y baterías.
Mecanismo: es el conjunto de elementos mecánicos, de los que alguno será
móvil, destinado a transformar la energía proporcionada por el motor en el efecto útil
buscado.
Bastidor: es la estructura rígida que soporta el motor y el mecanismo,
garantizando el enlace entre todos los elementos.
Componentes de seguridad: son aquellos que, sin contribuir al trabajo de la
28
máquina, están destinados a proteger a las personas que trabajan con ella.
Actualmente, en el ámbito industrial es de suma importancia la protección de
los trabajadores, atendiendo al imperativo legal y económico y a la condición social
de una empresa que constituye el campo de la seguridad laboral, que está
comprendida dentro del concepto más amplio de prevención de riesgos laborales.
También es importante darles mantenimiento periódicamente para su buen
funcionamiento.
2.2.5. Consideraciones o Factores de Diseño
A veces, la resistencia de un elemento es muy importante para determinar la
configuración geométrica y las dimensiones que tendrá dicho elemento, en tal caso se
dice que la resistencia es un factor importante de diseño.
La expresión factor de diseño significa alguna característica o consideración que
influye en le diseño de algún elemento o, quizá, en todo el sistema. Por lo general se
tiene que tomar en cuenta varias de esos factores en un caso de diseño determinado.
En ocasiones, alguno de esos factores será crítico y, si se satisfacen sus condiciones,
ya no será necesario considerar los demás. Por ejemplo, suelen tenerse en cuenta los
factores siguientes:
Resistencia
Confiabilidad
Corrosión
Desgaste
Fricción o rozamiento
Procesamiento.
Utilidad
Costo
Seguridad
Peso
29
Ruido
Estilización
Tamaño
Flexibilidad.
Control
Rigidez
Acabado de superficies
Lubricación
Mantenimiento
Volumen
Algunos de estos factores se refieren directamente a las dimensiones, al material,
al procesamiento o procesos de fabricación o bien, a la unión o ensamble de los
elementos del sistema. Otros se relacionan con la configuración total del sistema.
2.3. Bases Legales
Las bases legales se refieren al marco legal donde se enmarcan los deberes
formales y las obligaciones a que están sometidos los ciudadanos de un país. De
acuerdo con lo expresado por Garay (1999), se tiene que existe una pirámide
jerárquica, en cuanto a la base legal que regula toda actividad, en cuya cúspide se
ubica la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela, Leyes y normas que
rigen la actividad de proyectos comunitarios o proyectos para satisfacer una
necesidad de una comunidad especifica, entre otras.
2.3.1. Constitución de la República Bolivariana de Venezuela (1999)
Constitución de la República Bolivariana de Venezuela consagra en su artículo
135 el deber de los estudiantes de educación superior a prestar servicio a la
30
comunidad, como una forma de desarrollar una conciencia de solidaridad y
compromiso con la sociedad a la que pertenece. En aras de cumplir con los preceptos
constitucionales, el 14 de septiembre de 2005, entra en vigencia la Ley de Servicio
Comunitario del Estudiante de Educación Superior (LSCES), publicada en Gaceta
Oficial Nº 38.272; esta normativa se rige por los principios de solidaridad,
responsabilidad social, igualdad, cooperación, corresponsabilidad, participación
ciudadana y asistencia humanitaria.
En el marco de esta ley, se entiende por servicio comunitario: "…la actividad que
deben desarrollar en las comunidades los estudiantes de educación superior que
cursen estudios de formación profesional, aplicando los conocimientos científicos,
técnicos, culturales, deportivos y humanísticos, adquiridos durante su formación
académica, en beneficio de la comunidad…" (Artículo 4 de la LSCES).
En su Articulo 185, la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela,
nos refiere: “El Consejo Federal de Gobierno es el órgano encargado de la
planificación y coordinación de políticas y acciones para el desarrollo del proceso de
descentralización y transferencia de competencias del Poder Nacional a los Estados y
Municipios...”El Consejo Federal de Gobierno es un organismo compuesto por los
Poderes Municipales, Estadales y Nacional de Venezuela, cuyo objeto es profundizar
el proceso descentralizador del Estado.Tiene su basamento Constitucional en el
artículo 185, y en la Ley Orgánica del Consejo Federal de Gobierno dictada por la
Asamblea Nacional el 30 de junio año 2005.
Es el órgano encargado la coordinación y la planificación de políticas y acciones
para el desarrollo del proceso de descentralización y transferencia de competencias
del Poder Nacional a los Estados y Municipios, así como el desarrollo equilibrado de
las regiones, respetando los principios que rigen al Estado Federal Descentralizado:
justicia social, participación ciudadana, integridad territorial, cooperación,
solidaridad, concurrencia, corresponsabilidad, coordinación, interdependencia y
subsidiaridad.
31
2.3.2. Ley de los Consejos Comunales (2006).
En su Artículo 29, infiere que: “Los consejos comunales en el marco
constitucional de la democracia participativa y protagónica, son instancias de
participación, articulación e integración entre las diversas organizaciones
comunitarias, grupos sociales y los ciudadanos y ciudadanas, que permiten al pueblo
organizado ejercer directamente la gestión de las políticas públicas y proyectos
orientados a responder a las necesidades y aspiraciones de las comunidades en la
construcción de una sociedad de equidad y justicia social.
Asimismo, en su Artículo 30: El Fondo Nacional de los Consejos Comunales,
tiene por objeto financiar los proyectos comunitarios, sociales y productivos,
presentados por la Comisión Nacional Presidencial en sus componentes financieros y
no financieros. La transferencia de los recursos financieros se hará a través de las
unidades de gestión financieras creadas por los consejos comunales.
2.3.3. Ley de Tránsito y Transporte Terrestre (2000)
En su Artículo 51, nos dice: “Las autoridades administrativas competentes, en el
ámbito de sus respectivas circunscripciones, garantizarán que la circulación peatonal
y vehicular por las vías públicas, se realice de manera fluida, conveniente, segura y
sin impedimentos de ninguna especie.
En ese mismo orden de idea, en su Artículo 56. Las personas y organismos
públicos o privados que requieran efectuar trabajos que afecten la circulación,
deberán obtener la autorización respectiva de la autoridad administrativa competente;
participarlo con la debida antelación e indicar su naturaleza, fecha de inicio, duración
estimada y la restricción que causará a la circulación, de acuerdo a lo establecido en
el Reglamento.
32
2.3.4. Atribuciones del Instituto Nacional de Tránsito y Transporte Terrestre
(2000)
Protección de las Vías. En suArtículo 65.,en el Reglamento respectivo se
establecerán las normas para la protección de las vías, sus instalaciones y elementos
funcionales, así como para los usos a que fueren susceptibles las zonas de dominio
público, servidumbres y otras áreas adyacentes a las vías públicas.
2.3.4. Reglamento Orgánico del Ministerio de Infraestructura
Artículo 16º Corresponde a la Dirección General de Planificación y Regulación
de Obras Públicas y Desarrollo Urbano
Artículo 28º. Corresponde a la Oficina dé Inspección y Supervisión.
2.4. Metodología de la Investigación
Este estudio se encuentra enmarcado en la modalidad de investigación de campo,
entendiéndose esta como: Aquella que consiste en la recolección de datos
directamente de los sujetos investigados, o de la realidad donde ocurren los hechos,
sin manipular o cambiar variable alguna (Fidias, p. 28).
Se trata de un trabajo de campo por cuanto se recolectara la información
directamente del lugar donde suceden los hechos, esto es, en lacomunidad de Las
Mayas, El Limón, Municipio Mario Briceño Iragorry del Estado Aragua. Durante el
proceso de la investigación se hizo necesaria la recolección de datos de primera
fuente, en el área del Taller Mecánico Toy Motors C.A. tomando en cuenta una
muestra representativa de la misma.
Cabe destacar que el nivel de investigación es de tipo descriptivo; al respecto
33
Jacob y Razabicch (1999), afirman que:
Los estudios de este modo tratan de obtener información acerca del estado
actual de fenómenos. Con ello se pretende precisar la naturaleza de una
situación tal como existe en el momento de estudio. Este consiste en
describir lo que existe con respecto a las variaciones o a las condiciones
de una situación. (p. 308).
Es descriptiva porque pretende visualizar las condiciones de higiene y seguridad
industrial requerida y existente en la empresa objeto de estudio.
2.5. Tipo de Investigación
El objetivo fundamental de esta investigación se desarrolla dentro de un proyecto
factible, apoyado en una investigación de campo de carácter descriptiva y
documental, debido a que comprende el registro, análisis e interpretación de la
naturaleza actual, y la comprensión o procesos de los fenómenos.
Tamayo y Tamayo (2001) indica que cuando se va a resolver un problema en
forma científica, es muy importante tener conocimiento detallado de los posibles
tipos de investigación que se pueden seguir (p. 65). Este conocimiento hace posible
evitar equivocaciones en la elección del método adecuado para un procedimiento
específico. Conviene acotar que los tipos de investigación, difícilmente se presentan
puros; generalmente se combinan entre si y obedecen sistemáticamente a la aflicción
de la investigación. La investigación trabaja sobre realidades de hechos y sus
características fundamental es la de presentarnos una interpretación directa.
Es por ello que Sabino (2002) define la investigación de campo: “Como el
análisis sistemático de problemas en la realidad, con el propósito bien sea de
34
describirlo, interpretarlo, entender su naturaleza y factores, constituyentes, explicar
sus causas y efectos o predecir su ocurrencia, haciendo uso de métodos característicos
del cualquiera de los paradigmas o enfoques de investigación conocidos o n
desarrollo. Los datos de interés son recogidos en forma directa de la realidad; en este
sentido se trata de investigaciones a partir de datos originales o primarios” (p. 33)
CAPÍTULO III
SISTEMATIZACIÓN DE LOS RESULTADOS
3.1 Ejecución de la Propuesta
Cálculos para especificaciones de una Aplanadora de Asfalto.
Material: mezcla de concreto asfaltico en caliente
Volumen del asfalto a compactar: 0,075
Peso requerido para comprimir el asfalto: Para transito bajo (380kg a
900kg) según el instituto venezolano de asfalto.
Temperatura de trabajo: 60 a 95
3.1.1 Determinación de volumen de cilindros.
A continuación se determina el volumen de los rodillos aplanadores, a través
de la siguiente fórmula:
Ecu. 3.1.1
Dónde:
R=radio del rodillo (20 cm, según diseño)
r: radio menor del rodillo (19.5cm, según diseño)
h= longitud del rodillo (130 cm, según diseño)
36
Sustituyendo valores:
Este último valor comprende el volumen interno aproximadamente de los
rodillos, que serán llenos de agua, por lo tanto el peso de cada rodillo será
determinado por la siguiente fórmula:
Ecu. 3.2
Considerando que ambos rodillos pesan lo mismo, entonces la suma es igual
260 Kg.
3.1.2 Determinación de espesor mínimo de paredes de rodillos.
Se considerará que todo el peso del agua se concentra en una línea de 1 cm de
ancho y una longitud de 130 cm.
37
Figura 3.1.1. Espesor mínimo de paredes de rodillos.
Fuente: Los autores (2014)
Por lo tanto, el área sometida al peso es igual a:
1,3 m x 0,4 m Ecu. 3.3
3.1.3 Determinación de peso del contendor de combustible.
Primero se determina el volumen del contendor a partir de las medidas del
diseño propuesto:
Ecu. 3.4
38
Este último valor comprende el volumen del rodillo contenedor de
combustible, por lo tanto el peso será determinado por la siguiente fórmula:
Ecu. 3.5
3.1.4 Determinación de peso del conjunto completo.
Para determinar el peso del conjunto completo, se sumaran todos los valores
obtenidos anteriormente con la suposición de que el motor pese 50 kg y el bastidor
junto a la pieza de conducción 70 kg y el tanque de agua mas el de gasolina 100 kg
50 kg + 70 kg +100 kg + 260 kg Ecu. 3.6
Para facilitarlos cálculos y dar un margen de seguridad, se supondrá que el
peso del conjunto es 600 kg, igual a 5886 N.
39
3.1.5 Determinación de la presión
Presión: = 11,32 x N/ Ecu. 3.7
Presión: 11,32 MPa
3.1.6 Determinación de esfuerzo cilindro contenedor
Mediante la Ec.3-54 en un cilindro cerrado, se supone que el esfuerzo también estas
uniforme distribuido sobre el espesor de pared, su valor se calcula mediante
Ecu. 3.8
Dónde:
P: Presión
Di: diámetro interior
T: espesor de pared de cilindro
3.1.7 Selección del Material
Mediante la selección obtenemos que el material resistente a la carga que debe
soportar sea un acero ASTN estirado en frio AISI 1020 donde la resistencia a la
tensión es de 470 MPa.
40
3.1.8 Diagrama de corte y momento para el eje
Figura 3.1.2. Diagrama de corte y momento para el eje.
Fuente: Los autores (2014)
41
RA – 1,3m x 461,51 kg/m + RB Ecu. 3.9
RA – 599,95 + RB
-0,67 x 599,95 + 1,34 x RB Ecu. 3.10
RB= = 299,975
Ecu. 3.11
3.1.9 Diagrama de momento
MA= 0
MB= 0 + 299,975 x 0,02
MB= 5,99
MC= MB +
MC= 5,99 +
MC= 5,99 + 92,99: 98,98 kg.m
42
MD= MC +
MD= 98,98 kg.m +
MD= 98,98 kg.m + (-92,99)
MD= 5,99 kg.m
ME= 5,99 + (-299,975 x 0,02)
ME= 0
Mmax= 98,98 Kg.m
Mmax= 98,98 Kg.m *
Mmax= 970,99 N.m
3.1.10 Determinación del eje del rodillo
Mediante a la ecuación de Von Misses
Ecu. 3.12
43
Mediante la ecuación de Von Misses se tantea y se considera que el diámetro del eje
indicado es 0.06 m
45.78 MPa < 59.71 Mpa
3.1.11 Velocidades criticas de eje
Mediante el manual de Shigley dice que si la geometría es simple como la de un eje
de diámetro uniforme simplemente apoyado se utiliza la siguiente ecuación.
Ecu. 3.13
44
3.1.12 Determinación de la potencia de motor.
La potencia se determinará a partir de la siguiente fórmula:
Ecu. 3.14
Por otro lado, el siguiente DCL del conjunto muestra el dispositivo empujado
por una fuerza F horizontal que es igual a la Fr fuerza de roce entre los rodillos y el
asfalto a compactar, así mismo la fuerza normal es igual al peso de la máquina y
considerando una velocidad constante.
Figura 3.1.3. DCL del conjunto.
Fuente: Los autores (2014)
Ecu. 3.15
45
Ecu. 3.16
El coeficiente de rozamiento metal, asfalto está en el siguiente intervalo 0,3 a
0,5; según el aporte del siguiente enlace: http://causadirecta.com/especial/calculo-de-
velocidades/tablas/tabla-de-factores-de-rozamiento-del-pavimento-para-neumaticos-
de-goma/itemlist/tag/rozamiento, se toma el valor más alto como el caso más
desfavorable para la situación planteada, por lo tanto la fuerza F:
Ecu. 3.17
Se considera que la fuerza son los 2943 N del peso del conjunto, la velocidad
será de 0,3 m/seg, ya que la compactación del asfalto no requiere de altas velocidades
además de que permite un mayor control del operario sobre el dispositivo durante las
operaciones, de manera que se garantiza la rápida acción de respuesta del factor
humano ante un imprevisto y así minimizar los riesgos asociados al trabajo realizado.
Sustituyendo valores:
Ecu. 3.18
46
Se halla en el catálogo de motores Mpower el motor de 2 tiempos modelo
168F, con sistema de enfriamiento por aire, una potencia de 5,5 HP a 3600 RPM; lo
cual garantiza que el equipo estará trabajando en condiciones medias de exigencias.
Con la exigencia de 2 HP calculados no alcanza las 2000 RPM con un torque de 10,5
N.m. Otros valores, se pueden revisar en la ficha técnica y el manual de partes que
brinda la compañía Mpower a través de su página web:
http://www.mpower.com.mx/6/22/productos/gasolina/mpower-55-hp-serie-b-
gasolina/.
3.1.13 Selección de Cadena
Por lo obtenido anteriormente, determinaremos la relación de transmisión que
debe existir para que junto con el cálculo de la velocidad tangencial se logre la
selección de la correa más adecuada para el dispositivo en cuestión.
Ecu. 3.19
Las RPM de salida se calcularán de la siguiente manera:
Ecu. 3.20
Donde:
R= radio del rodillo= 0,20m
Sustituyendo:
47
Este perímetro comprende una vuelta del rodillo:
Por otro lado:
Ecu. 3.21
Como es evidente la relación de transmisión es muy grande, lo cual implica
que el diámetro de la polea conectada al rodillo sería excesivamente grande, (más
grande que el diámetro del mismo), por lo tanto en un primer instante se sugiere un
sistema de reducción de dos etapas, con relaciones de transmisión de 11 o 12 para
cada una, sin embargo esto trae una consecuencia negativa en que las catarinas aun
serían muy grandes para la disposición final del equipo Los dos sistemas se
conectarían entres si por un eje.
48
Figura 3.1.4. Etapas de las cadenas y catarinas.
Fuente: Los autores (2014)
1era etapa:
2da etapa:
Lo cual acarrearía problemas graves durante su operación tanto como la
seguridad del operario, por ende se sugiere colocar en la primera etapa un reductor de
velocidad, que ayude ahorrar espacio en esta etapa y en la segunda etapa se utilizará
un sistema de cadena que traslade la potencia requerida, se consigue el catálogo de
reductores de la compañía Raisa, en la página 30 del mismo se halla el modelo GS
127, con una relación nominal de 60 a 1 para 1750 RPM de entrada (29 RPM de
salida); y una potencia de entrada de 3,4 HP y una potencia de salida de 2,52 HP.
Todos estos valores están dentro del rango de operaciones requerido por el
sistema (1era etapa); aunado a que este modelo solo pesa 89 kg y por consiguiente es
factible esta primera etapa de reducción de velocidades. En las siguientes imágenes
se muestran las dimensiones y datos técnicos del reductor seleccionado.
49
Figura 3.1.5. Dimensiones y Datos Técnicos del Reductor
Fuente: RAISA
50
Figura 3.1.6. Dimensiones y Datos Técnicos del Reductor
Fuente: RAISA
3.1.14 Cálculos de sistema de reducción por cadena de la 2da etapa.
Se seguirán las recomendaciones para el diseño de transmisiones por cadenas
del Texto Diseño de elementos de máquinas de Robert L. Mott (página 290):
Se especifica el factor de servicio y calcula la potencia de diseño. Dela tabla
7-8, página 290 texto de Mott, considerando un choque moderado y siendo un motor
de combustión interna, entonces el factor de servicio = 1,4.
51
Figura 3.1.7.Factor de servicio para transmisiones por cadenas
Fuente: Diseño de elementos de máquinas de Robert L. Mott
Por lo tanto la potencia de diseño es:
Ecu. 3.22
Por otro lado, calculando la nueva relación de transmisión, partiendo de la
reducción de la 1era etapa:
Ecu. 3.23
Consultando las tablas 7-5, 7,6- y 7-7 (páginas 287-289 del texto de Mott)
para seleccionar el paso de la cadena. Para una sola hilera, la cadena número 40, con
paso de 0,5 pulgadas parece ser la más adecuada. Con una Catarina de 35 dientes, la
capacidad es de 2,88 HP a 180 RPM, a esta velocidad se requiere de lubricación tipo
B (baño de aceite).
52
Se calcula cantidad necesaria de dientes de la rueda grande.
Ecu. 3.24
Donde:
N1= número de dientes de la Catarina pequeña.
N2= número de dientes de la Catarina grande.
A continuación se calculan los diámetros de paso de las catarinas:
Ecu. 3.25
Ecu. 3.26
53
Por otro lado, se calculará la longitud necesaria, en pasos, a partir de la
siguiente ecuación 7-9 del texto de Mott:
Ecu. 3.27
Donde:
C= distancia entre centros recomendado = 40 pasos
N2= número de dientes de Catarina grande.
N2= número de dientes de Catarina pequeña.
Sustituyendo valores:
Ahora se calculará el centro teórico entre centros, por la fórmula 7-10 del texto de
Mott.
Ecu. 3.28
Sustituyendo:
En otro orden de ideas se calcularán los ángulos de contacto para cada
Catarina con las ecuaciones 7-12 y 7-13 del texto de Mott; observando que el ángulo
de contacto mínimo debe ser de 120°, para asegurar el buen desempeño de la
transmisión.
54
Para la Catarina pequeña:
Ecu. 3.29
Para la Catarina grande:
Ecu. 3.30
3.1.15 Verificación a pandeo de soportes.
Tomando en consideración que la carga crítica (λ) está determinado por las
fórmulas de las páginas 234-235 del texto Diseño de Elementos de Máquinas de
Mott.
Ecu. 3.31
Donde:
E = Modulo de elasticidad del acero= 2,1 x 106
kg/ cm2
Sy= Esfuerzo de fluencia de tubo estructural ASTM A 500 grado A, 269 MPa= 2740
Kg/cm2 (ver catálogo de la UNICON)
55
Sustituyendo:
Por otro lado:
Ecu. 3.32
Donde:
K = constante que depende del extremo fijo (= 2) página234 del Mott
r= 1,46 cm, página 18 de catálogo de la UNICON perfil NPS 1 ½ X 1 ½, espesor =
1,9 mm.
L = longitud de la columna (33 cm)
Figura 3.1.8. Tabla de tubos estructurales y propiedades para el diseño
Fuente: Sistema Internacional
56
Por lo tanto por ser una columna corta se utiliza la Ecuación de J. B. Johnson (6-7)
del texto de Mott, se utilizará:
Ecu. 3.33
Donde:
A= página 18 de catálogo de la UNICON perfil NPS 1 ½ X 1 ½; 2,55 cm 2.
Sustituyendo y efectuando:
200 Kg << 6515,01Kg
Considerando que la carga de 200 Kg (el peso aproximado de la parte superior
del dispositivo =193 kg) es un caso extremo en el que toda la carga se concentre en
uno de los soportes, lo cual demuestra que no sufre pandeo la estructura como tal bajo
esas cargas, ya que son 4 soportes en conjunto tal como lo señalan los planos anexos.
Por otro lado, se calculará la resistencia a compresión de la columna:
Ecu. 3.34
57
Conociendo que el esfuerzo de fluencia de tubo estructural ASTM A 500
grado A, 269 MPa= 2740 Kg/cm2 (ver catálogo de la UNICON)
7,69MPa < 269MPa
Por lo tanto, los soportes no sufrirán deformaciones plásticas, que
comprometan el desempeño del dispositivo.
3.1.16 Determinación del espesor de la parte superior de bastidor
La parte superior del bastidor contiene los siguientes elementos: motor,
sistema de reducción de velocidades y tanque de combustible, los cuales tienen un
peso aproximado de 200 kg al sumarlos; si también se verifica en los planos anexos
que el área que cubre dicho elemento es 1,5 m x 0,8 m, entonces:
Se calculará la presión que soporta la parte superior del bastidor es:
Ecu. 3.35
Según la ecuación 12-14 de la página 543 del texto Diseño de Elementos de
Máquinas de Mott esfuerzo cortante en materiales dúctiles permitido (τd), recordando
que siempre el esfuerzo cortante de un material es menor al esfuerzo de fluencia (Sy)
del mismo material, considerando un acero AISI 1020 laminado en caliente cuya
58
resistencia a la fluencia es 207 MPa, entonces tal como lo demuestra la siguiente
ecuación:
Ecu. 3.36
Donde:
τd= Esfuerzo a corte
Sy= esfuerzo a fluencia del material.
N= Factor de diseño, determinado por el investigador, N=2
Por otro lado, se asumirá que la región rayada es el área de corte para facilitar
los cálculos respectivos, las medidas en la siguiente figura es tan dadas en m.
59
Figura 3.1.9. Espesor del bastidor.
Fuente: Los autores (2014)
De esta manera se calcula, la tensión:
Ecu. 3.37
Para dar un amplio factor de seguridad se asume una carga de 1000 kg (9810
N), entonces:
Ecu. 3.38
60
A continuación se determina el esfuerzo a corte en el eje por la siguiente
ecuación, tomando en cuenta que el área de corte queda fijada por la superficie de
contacto:
Ecu. 3.39
6,13 MPa << 59,72 MPa
3.1.17 Pieza de conducción
Los posa manos de la pieza de conducción serán de por lo menos 2 cm de
diámetro, estos elementos no se les hará cálculos, ya que dichos elementos están
acorde a la ergonomía del operador, y por otro lado, si los ejes de los rodillos
soportan el esfuerzo directo de trabajo, entonces los pasadores serán lo
suficientemente resistentes ya que están expuestos a esfuerzos menores.
3.1.18 Verificación de soldaduras
Se realizan los cálculos, utilizando un electrodo E 6013 para soldadura por
arco eléctrico, cuya resistencia mínima a tensión es de 60 000 lb/ pulg2 (4218,42 Kg/
cm2 = 413,69 MPa), según página 52 del texto Soldadura: aplicaciones y práctica de
Horwitz (1977) el esfuerzo cortante en materiales dúctiles permitido, recordando que
61
siempre el esfuerzo cortante de un material es menor al esfuerzo de fluencia (Sy) del
mismo material, tal como lo demuestra la siguiente ecuación:
Ecu. 3.1.40
Donde:
Sy = Esfuerzo de fluencia (E 6013= 413,69 MPa)
N = factor de diseño = 1,5 (para materiales dúctiles, elementos de máquinas bajo
cargas dinámicas con una confianza alto en todos los datos del diseño página
185Diseño de Elementos de Máquinas de Mott)
Se colocarán cordones de soldadura periférica de radio de 4 mm.
3.1.19 Base del elemento de conducción.
La base del elemento de conducción tiene 5 cm de largo por 0,3 cm de ancho,
tal como muestra la vista lateral de este.
62
Figura 3.1.10. Base del elemento de conducción.
Fuente: Los Autores (2014)
Es decir, el perímetro de trabajo es:
Ecu. 3.41
Como son dos puntos de apoyo, entonces:
Ecu. 3.42
Por consiguiente el área de soldadura está determinado por:
Ecu. 3.43
En el siguiente DCL de la base del elemento de conducción se muestra que la
componente en el eje X de la fuerza que actúa sobre el mismo, es una fuerza cortante.
La fuerza A, tendrá una magnitud de 9810 N (correspondiente al peso del dispositivo
completo) como caso extremo al ser trasladado.
63
Ecuación 3.1.11. Angulo de la base del elemento de conducción.
Fuente: Los autores (2014)
La Ax de la fuerza se determina de la siguiente manera:
Ecu. 3.44
De esta manera se calcula el esfuerzo a corte que soporta la soldadura:
Ecu. 3.45
τ= 9,59 MPa<<159,13 MPa
Por lo tanto la soldadura es resistente, ya que el esfuerzo a corte que sufre el
elemento de la base es mucho menor al esfuerzo a corte permitido por la soldadura
aplicado sobre el mismo; además se debe recordar que existen dos elementos de este
64
tipo, por lo que el esfuerzo a corte que sufre cada pieza es menor a lo calculado, lo
cual garantiza el buen desempeño del conjunto de elemento de conducción.
3.1.20 Determinando cálculos para el tanque de agua
Figura 3.1.12 .Tanque de agua y tubería.
Fuente: Los Autores (2014)
Ecu.3.46
Aplicando Bernoulli para perdida en Tramo B-C
P = Presión
= Peso especifico
V = Velocidad
65
Z = Distancia
Hf = Perdida
hl = Perdida por accesorio
Q = Caudal
L = Longitud del tramo
Ecu. 3.47
Ecu. 3.48
Por continuidad
Ecu. 3.49
Ecu. 3.50
66
Sustituyendo Valores
Ecu. 3.51
Ecu. 3.52
Ecu. 3.53
67
Perdida de accesorios
Ecu. 3.54
Ecu. 3.55
Ecu. 3.56
Ecu. 3.57
Aplicando Bernoulli en B-D
Ecu. 3.58
68
Ecu. 3.1.59
CONCLUSIONES
Respecto a los datos que aportó la investigación, se tomaron en consideración
algunos de los aspectos más resaltantes que destaca la importancia del proyecto
comunitario y como va afectar el entorno de las personas que habitan en la
comunidad, sabiendo que el propósito es diseñar una máquina aplanadora de asfalto
para la comunidad de Las Mayas, ubicada en El Limón, Municipio Mario Briceño
Iragorry.
En consideración, se puede decir que la máquina es solucionar los problemas
viales que afectan a esta misma, además se podrá usar en otras zonas del municipio
después de su aplicación en la zona donde se plantea el proyecto.
La relación que tiene el Plan Nacional de Formación en mecánica con la
comunidad se basa en solucionar los problemas más graves que presente y tengan una
relación directa con la carrera con el fin de cumplir con los objetivos trazados en esta
tesis de grado para la obtención del título de T.S.U, dejar un buen aporte a la
Universidad Politécnica Territorial del estado Aragua “Federico Brito Figueroa” y
Ofrecerle a la comunidad una alternativa viable para solventar la problemática que los
afecta.
Se puede acotar que se cumplieron con los objetivos del proyecto como la
elaboración de los planos y el diseño de los elementos de la máquina aplanadora, y
cuando se determinó el grado de deterioro de las calles de esta zona, se observó que
cada manzana del sector tiene aproximadamente 10 baches en sus calles lo que llevo
a una reunión con voceros del consejo comunal de la zona para buscar posibles
soluciones a este problema, entre una de las soluciones se encuentra este estudio.
BIBLIOGRAFÍA
Arias, F. (2001). El proyecto de investigación. Segunda edición editorial episteme.
Caracas-Venezuela.
Atribuciones del Instituto Nacional de Tránsito y Transporte Terrestre (2000)
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...y Asociados, Servicio Editorial Caracas.
Constitución de la República Bolivariana de Venezuela (1999)
Horwitz H. (1997). Soldadura: aplicaciones y práctica. Editorial Alfaomega, México
1997
Jonny Carmona (2010) Análisis de la situación en que viven los habitantes del
municipio Mario Briceño Iragorry específicamente las personas que habitan en la
adyacencia de la canal de Las Mayas Cruz Poligonal.
Ley de los Consejos Comunales (2006).
Ley de Tránsito y Transporte Terrestre (2000).
Mott, r. (2006). Diseño de Elementos de Máquinas, 4ta edición, México.
Reglamento Orgánico del Ministerio de Infraestructura.
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71
Richard J. Budynas y J Keith Nisbett. (2009), Diseño en ingeniería mecánica de
Shigley, 9na edición.
A.L. Casillas (2008), Máquinas, Cálculos de Taller.
ANEXOS
ANEXOS A
ESPECIFICACIONES
ANEXO B
ESPECIFICACIONES DEL MOTOR
ANEXO C
DIMENSIONES Y DATOS TÉCNICOS DEL REDUCTOR
ANEXO D
TABLA DE PRODUCTO
ANEXO E
NORMAS INVEAS. VERSIÒN REVISADA DICIEMBRE 2014
Instituto Venezolano del Asfalto Norma INVEAS. Versión Revisada Diciembre 2004 _______________________________________________________________________________________
-1-
ALCANCE, DEFINICIONES, MATERIALES Y MEZCLAS 12.10.01 Alcance En esta Especificación se establecen los requisitos particulares para la producción, construcción, medición y forma de pago de Mezclas de Concreto Asfáltico en Caliente (MCAC) densamente gradadas, producidas en Planta en Caliente, compuestas de agregados y cemento asfáltico. Las mezclas de Concreto Asfáltico deben construirse según se establece en esta Especificación. 12-10.02 Tipos de mezcla En esta especificación se incluyen cuatro tipos de mezcla de concreto asfáltico, distinguidas en función de su tamaño nominal máximo, las cuales se identifican como M-25, M-19; M-12 y M-9. La estructura granulométrica de cada mezcla se indica en el Parágrafo 12-10-10. Cualquier referencia a una mezcla en particular se hace señalando el tipo correspondiente; al no señalarse ningún tipo en particular, se debe entender que la referencia es válida para todos los tipos. 12-10.03 Se entiende por tamaño nominal máximo, la abertura en milímetros de la malla inmediatamente superior a la primera malla que retiene mas de un 10% del agregado, de acuerdo con los resultados del ensayo de Granulometría (Método de Ensayo ASTM C-136). Se consideran en esta clasificación las siguientes aberturas de malla:
Abertura en mm
37,5 25,4 19,1 12,5 9,5 4,75 2,36 0,60 0,30 0,15 0,075
Tamiz 1,5 pulg. 1,5 pulg ¾ pulg ½ pulg 3/8 pulg # 4 # 8 # 30 # 50 # 100 # 200 12-10.04 Tipos de tránsito A los efectos de aplicación de esta Especificación, el tránsito vehicular se clasifica como ALTO, MEDIO o BAJO, de acuerdo a las siguientes consideraciones:
TIPO DE TRÁNSITO Características del tránsito ALTO MEDIO BAJO
Ejes Equivalentes (EE) a 8,2 Ton. en el período de diseño > 20 millones 2 a 20 millones < 2 millones
Camiones/Día por sentido > 800
100 - 800
< 100 PDT por sentido > 3.000 500 – 3.000 < 500
MATERIALES 12-10.05 Agregados El Agregado debe provenir de piedra picada, grava picada, escoria de acería, arena natural y/o manufacturada, y polvillo, en diferentes proporciones; debe proceder de rocas duras y resistentes; no debe tener arcilla en terrones ni como partícula adherida a los granos, y debe estar libre de todo material orgánico. Podrá emplearse mezcla asfáltica recuperada (MAR), en una proporción no mayor al 30% del total del peso del agregado. A efectos de esta Especificación, se denomina arena manufacturada a la fracción pasante el tamiz de 9,5 mm (3/8”) proveniente en un mínimo de 90% de procesos de trituración. Cualquier otra arena que no cumpla con este requisito se considerará como arena natural. 12-10.06 Combinación de Diseño (CD) Se denomina Combinación de Diseño (CD) a estructura granulométrica de la mezcla de agregados empleada en el laboratorio para el diseño Marshall que permitirá establecer las propiedades de
Instituto Venezolano del Asfalto Norma INVEAS. Versión Revisada Diciembre 2004 _______________________________________________________________________________________
-2-
control de la mezcla asfáltica. La Combinación de Diseño (CD) debe satisfacer los límites indicados en el Parágrafo 12-10.10 para el tipo de mezcla seleccionado. La estructura granulométrica de la CD se clasifica en: Fracción gruesa y fracción fina. 12-10.07 Fracción gruesa La fracción gruesa es la porción del agregado de la CD que queda retenida en la malla de 2,38 mm (Tamiz # 8). La fracción gruesa de la CD, debe tener las características siguientes:
(a) El porcentaje de trozos alargados y planos no debe ser mayor del 10% en peso. Este ensayo (Método ASTM D-4791) debe ser ejecutado sobre la fracción retenida en la malla de 4,76 mm (Tamiz # 4). (b) el porcentaje de Desgaste Los Ángeles, determinado según las normas ASTM C-131, debe cumplir con lo indicado en la siguiente Tabla:
DESGASTE LOS ANGELES (ASTM C-131)
TIPO DE TRÁNSITO Posición de la capa en la estructura del pavimento ALTO MEDIO BAJO Rodamiento < 40% < 45% < 45% Distinta a rodamiento < 45% < 50% < 50%
(c) El porcentaje de Desgaste en Sulfato de Magnesio (Método ASTM C-88) debe cumplir con lo indicado en la siguiente Tabla:
DESGASTE EN SULFATO DE MAGNESIO (ASTM C-88) TIPO DE TRÁNSITO Posición de la capa en la
estructura del pavimento ALTO MEDIO BAJO Rodamiento < 15% < 15% < 20%
(d) El porcentaje en peso de una o más caras producidas por fractura, determinado sobre la fracción retenida en la malla de 4,75 mm (Tamiz # 4), (Método COVENIN 1124) debe cumplir con lo indicado en la siguiente Tabla: :
PORCENTAJE DE CARAS PRODUCIDAS POR FRACTURA (COVENIN 1124) TIPO DE TRÁNSITO Posición de la capa en la
estructura del pavimento ALTO MEDIO BAJO Rodamiento > 80% > 70% > 60% Distinta a rodamiento > 70% > 60% > 60%
12-10.08 Fracción fina La fracción fina es la porción del agregado de la CD que pasa la malla de 2.36 mm. Debe estar constituido por material producto de trituración, arena manufacturada y arena natural en diferentes proporciones. El porcentaje de arena natural máximo permitido debe cumplir con lo indicado en la siguiente Tabla:
PORCENTAJE DE ARENA NATURAL TIPO DE TRÁNSITO Posición de la capa en la
estructura del pavimento ALTO MEDIO BAJO Rodamiento < 20% < 25% < 35% Distinta a rodamiento < 25% < 25% < 35%
Instituto Venezolano del Asfalto Norma INVEAS. Versión Revisada Diciembre 2004 _______________________________________________________________________________________
-3-
La fracción fina debe tener las características siguientes:
TIPO DE TRÁNSITO Característica de la fracción fina y Método de Ensayo ALTO MEDIO BAJO Angularidad (Método C) ASTM-C-1252(93)
> 40%
> 35%
> 30%
Equivalente de Arena ASTM D2419
> 45%
> 40%
> 35%
En el caso de que no se satisfagan los valores mínimos anteriormente señalados para el Equivalente de Arena, en condiciones de tránsito ALTO y MEDIO, se ejecutará el Ensayo de Resistencia Retenida, de acuerdo a lo establecido en el Método ASTM D-4867(92). Si la relación entre la resistencia condicionada y la resistencia normal es mayor al 60%, se podrá emplear el material en evaluación. Sin embargo, el valor de arena equivalente, en ningún caso podrá ser menor al 35%.
12-10.09 Llenante Mineral En caso de ser requerido podrá emplearse un material de tamaño inferior al tamiz # 100 como Llenante Mineral. Debe estar constituido por polvillo de piedra y/o cemento Portland. Cualquier otro material No Plástico que se proponga como Llenante Mineral, deberá ser previamente aprobado por el Ingeniero Inspector 12-10.10 Tipos de mezclas La granulometría de la Combinación de Diseño (CD), debe estar comprendida entre los límites indicados en la tabla siguiente:
TIPO DE LA MEZCLA M25 M19 M12 M9
Malla (tamiz) Designación de la mezcla de acuerdo al Tamaño Nominal Máximo mm Tamaño 25.4 mm 19.1 mm 12.5 mm 9.5 mm
37,5 1,5 pulg 100
25,4 1 pulg 90/100 100
19,1 3/4 pulg < 90 90/100 100
12,5 1/2 pulg 56/80 < 90 90/100 100
9,5 3/8 pulg 56/80 < 90 90/100
4,75 # 4 29/59 35/65 44/74 55/85
2,36 # 8 19/45 23/49 28/58 32/67
0,30 # 50 5/17 5/19 5/21 7/23
0,075 # 200 1/7 2/8 2/10 2/10 12-10.11 Aprobación de los agregados Los agregados están sujetos a la aprobación previa y por escrito, del Ente Contratante, de acuerdo a lo indicado en la Especificación General 12-0, en sus Artículos 12-0.06 y 12-0-07. 12-10.12 Materiales Asfálticos Los materiales asfálticos para la producción de MCAC son los Cementos Asfálticos clasificados según la Norma COVENIN 1670-95 como A-30 ó A-20. El tipo de material asfáltico a utilizar será determinado por el Proyectista y/o el Ingeniero Inspector de acuerdo con el procedimiento especificado para tal fin.
Instituto Venezolano del Asfalto Norma INVEAS. Versión Revisada Diciembre 2004 _______________________________________________________________________________________
-4-
12-10.13 Calidad del material asfáltico Cada despacho de material asfáltico debe estar acompañado de su correspondiente certificado de calidad, expedido por la empresa suplidora de este material, en el cual se indiquen los resultados de los ensayos exigidos en la Especificación COVENIN 1670-95. A cada despacho de material recibido se le debe tomar una muestra, la cual debe ser guardada en el laboratorio de obra, para el caso eventual en que sea requerida la ejecución de ensayos especiales, en un laboratorio debidamente autorizado por el Ente Contratante. Mezcla Asfáltica 12-10-14 Propiedades Marshall Una vez seleccionado el tipo de mezcla, los agregados, la Combinación de Diseño (CD) y el material asfáltico, se determinará el porcentaje óptimo de Cemento Asfáltico según los procedimientos descritos en los ensayos Marshall, Contenido de Vacíos y Densidad de Briquetas (Métodos ASTM D-1559, ASTM D-3203 y ASTM D-1189). La mezcla que resulte, en el diseño de laboratorio, con el porcentaje óptimo seleccionado, deberá cumplir con todos los requisitos indicados en las tablas 1 y 2 que se indican a continuación.
Tabla 1 Propiedades Marshall exigidas para el diseño de mezclas en Laboratorio
TRÁNSITO
Propiedades Marshall ALTO MEDIO BAJO Nº de golpes por cara 75 75 50 % vacíos totales (1) 3 - 5 3 - 5 3 - 5 % vacíos llenados 65-75 65-75 65-78
Estabilidad Marshall (mínima) lbs 2.200 1.800 1.600
Flujo (pulg/100) 8-14 8-14 8-16
Vacíos del agregado mineral (VAM)
valor según Tabla 2, en función del tamaño nominal máximo del agregado y el % de vacíos
(1) calculados en base a la densidad máxima teórica determinada según el ensayo de Rice (Método ASTM D-2041)
Tabla 2:
Valores de Vacíos en el Agregado Mineral (VAM), en función del Tamaño Nominal Máximo del Agregado y del % de vacíos totales de la mezcla
Contenido de vacíos totales en la mezcla (%)
Tamaño nominal máximo (mm) 3.0 4.0 5.0 25.4 11 12 13 19.1 12 13 14 12.5 13 14 15 9.5 14 15 16
Nota: interpolar linealmente en caso de que el porcentaje de vacíos totales se encuentre entre los valores enteros indicados
12-10.15 Adherencia La mezcla seleccionada, de acuerdo a lo indicado en el Parágrafo 12-10.14, debe resultar con una adherencia igual o mayor al 95%, determinada según el Método ASTM 3625(91). En el caso de que no se satisfaga el valor mínimo anteriormente señalado, se ejecutará el Ensayo de Resistencia
Instituto Venezolano del Asfalto Norma INVEAS. Versión Revisada Diciembre 2004 _______________________________________________________________________________________
-5-
Retenida, de acuerdo a lo establecido en el Método ASTM D-4867(92). Si el resultado de Resistencia retenida es igual o mayor al 60%, se podrá emplear la mezcla en evaluación. 12-10.16 Fórmula de Trabajo Una vez aprobados los materiales, la Combinación de diseño (CD) y el porcentaje óptimo de cemento asfáltico, para efectos de control de la producción de la mezcla en planta, se establecerán las siguientes variaciones permisibles, que definirán los rangos de la “Fórmula de Trabajo”: (a) En la granulometría
Material que pasa Variación permisible El cedazo en el % que Pasa (+ ó -) # 4 y mayores 7,00 # 8 5,50 # 50 4,00 # 200 2,00
Las variaciones permisibles, una vez aplicadas, podrán estar fuera de los límites de la especificación granulométrica indicada en la Tabla del Parágrafo 12-10.10. En este caso, la Fórmula de Trabajo estará limitada para cada tamiz por los valores correspondientes a la Combinación de Diseño (CD), más y menos las variaciones permisibles. (b) En el contenido de material asfáltico El contenido de material asfáltico de la fórmula de trabajo, determinado de acuerdo al procedimiento establecido en el Método ASTM D-1856, no debe variar, por exceso o por defecto, del porcentaje óptimo determinado según se establece en el Parágrafo 12-10.14, en más de 0,45%. En caso que la producción correspondiente a un lote de mezcla exceda las variaciones permisibles, tanto en la granulometría como en el contenido de material asfáltico, la cantidad de toneladas de dicho lote será afectada por los Factores de Pago, que forman parte de esta especificación como Anexo 1. 12-10.17 A los efectos de esta especificación se denomina “lote” a la cantidad de mezcla asfáltica que esté respaldada por un conjunto de ensayos de control de calidad. Normalmente se corresponde con la producción de media jornada de trabajo. 12-10.18 Si hay cambios en la procedencia y/o características de cualquiera de los agregados, se debe establecer una nueva Combinación de Diseño (CD) y se determinará un nuevo contenido de ligante asfáltico antes de utilizar el nuevo agregado. EQUIPOS 12-10.20 El equipo mínimo para la construcción de pavimentos de MCAC debe estar constituido por:
? Planta Mezcladora con equipos y accesorios, ya sea del tipo de dosificación por terceo, o de mezclado en tambor.
? Máquina Pavimentadora (Extendedora) ? Compactadora de Ruedas Neumáticas (Autopropulsada) ? Compactadora de Rodillo Liso de Acero ? Compactadora Vibratoria de Rodillo Liso ? Camión cisterna para agua
Instituto Venezolano del Asfalto Norma INVEAS. Versión Revisada Diciembre 2004 _______________________________________________________________________________________
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? Equipo menor de extendido ? Camiones volteo u otro equipo adecuado para el transporte de la mezcla ? Equipo de laboratorio
El equipo debe estar en buenas condiciones mecánicas y satisfacer los requisitos establecidos en la Especificación General 12-0. Los equipos deben ser operados y mantenidos de acuerdo a lo indicado en los manuales del fabricante. 12-10.21 El Ente Contratante podrá exigir, de considerarlo conveniente, la ejecución de pruebas de campo para la aprobación del equipo. 12-10.22 En el sitio de instalación de la planta debe proveerse un local para la instalación del Laboratorio de Control de Calidad, el cual debe ser dotado —por El Contratista— de los equipos necesarios. 12-10.23 La Planta Mezcladora debe estar calibrada antes del inicio de los trabajos de pavimentación. Dicha calibración está sujeta a la aprobación del Ingeniero Inspector. Se debe ejercer estricto control sobre el correcto funcionamiento de la Planta Mezcladora. Cualquier falla o defecto que afecte la calidad de la mezcla es razón suficiente para suspender la producción de mezcla, hasta tanto ésta sea corregida. La suspensión de la producción debe hacerla el Ingeniero Inspector, por escrito, justificando la razón de la paralización 12-10.24 Para la construcción de pavimentos de MCAC debe disponerse en obra de la cantidad de máquinas pavimentadoras, compactadoras, equipos complementarios y accesorios que permita la colocación y compactación de la Mezcla Asfáltica sin demoras perjudiciales para la calidad de la obra. 12-10.25 La Planta Mezcladora, los equipos de extendido y compactación, los camiones o equipos de transporte de mezcla, así como sus accesorios y equipos complementarios, deberán cumplir con todas las Normas de Protección Ambiental y Seguridad Industrial que sean aplicables. PERSONAL 12-10.35 El personal que se emplee para la construcción de pavimentos de concreto asfáltico debe ser suficiente y debe estar debidamente calificado para ejecutar el trabajo requerido, en un todo de acuerdo con lo establecido en esta especificación y en el Programa de Obra que apruebe el Ente Contratante. PROCEDIMIENTOS PARA LA EJECUCIÓN 12.10-40 El Ingeniero Inspector debe autorizar, por escrito, el inicio de los trabajos de construcción de pavimentos de MCAC luego de constatar que han sido satisfechos todos los requisitos establecidos en esta Especificación, en la Especificación General (12-0) y en el Contrato de Obra y sus Especificaciones particulares, si las hubiere. Preparación del sitio 12-10.41 Cuando la superficie de apoyo donde se va a colocar el pavimento de concreto asfáltico no satisface los requisitos establecidos en el Parágrafo 12-0.43 de la Especificación General (12-0), y/o las características de nivelación y de compactación establecidas en el proyecto, o cuando dicha superficie se deforma bajo el paso del equipo de prueba señalado en el Parágrafo 12-0.44 de la Especificación General (12-0), debe procederse de acuerdo a lo establecido en la Partida 12-10.03: “Acondicionamiento de la superficie de apoyo”.
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12-10.42 Antes de iniciar el extendido y colocación de la mezcla, la superficie de apoyo debe ser preparada a satisfacción de la Inspección de la Obra. Previo al extendido de la mezcla se aplicarán los riegos asfálticos, tratamientos y/o materiales indicados por el Ingeniero Inspector o en el Proyecto de la Obra. Preparación de la Mezcla 12-10.43 La temperatura del material asfáltico al momento de ser mezclado debe ser aquella a la cual dicho material tenga una Viscosidad Cinemática comprendida entre 150 cs y 190 cs. Este rango de temperatura debe ser el indicado en la Hoja de Control del material asfáltico, según lo exigido en la Norma COVENIN 1670-95, o determinado mediante un gráfico de viscosidad contra temperatura. En ningún caso la temperatura de calentamiento será mayor de 165ºC. 12-10.44 El material asfáltico debe ser calentado en tanques apropiados que produzcan un calentamiento uniforme de su contenido. Si la temperatura del material asfáltico sobrepasa el límite especificado en el Parágrafo 12-10.43, dicho material asfáltico es inaceptable y no se debe usar en la preparación de la mezcla asfáltica, aún cuando su temperatura sea posteriormente reducida al límite especificado. 12-10.45 El almacenamiento y alimentación de los agregados debe ejecutarse de manera que éstos puedan mantenerse separados de acuerdo a sus tamaños de producción 12-10.46 Los agregados que se usen para la preparación de la mezcla asfáltica se deben depositar y manejar de manera que se mantenga la uniformidad de su granulometría. Se debe evitar la segregación y/o contaminación del agregado. 12-10.47 Antes de ser mezclado con el material asfáltico, el agregado debe ser calentado hasta un máximo de 170ºC. El contenido de humedad del agregado en el momento de efectuarse el mezclado con el asfalto no debe ser mayor de 1% de su peso. 12-40.48 Al finalizarse el proceso de mezclado, la temperatura de la mezcla no debe tener una variación mayor a 14ºC —por exceso o por defecto—, de la temperatura adoptada para el material asfáltico, según lo indicado en el Parágrafo 12-10-43, pero en ningún caso dicha temperatura debe ser menor de 135ºC ni mayor de 170ºC. 12-10.49 El tiempo de mezclado debe ser el mínimo necesario para que todas las partículas del agregado queden cubiertas con el material asfáltico y la mezcla muestre un aspecto uniforme. En ningún caso el tiempo de mezclado, una vez que se haya añadido el material asfáltico, debe ser mayor de 50 segundos. Transporte 12-10.50 La mezcla se debe transportar en camiones volteo, o en equipos especialmente diseñados para este fin, desde la Planta de Mezclado hasta el lugar de su utilización. Las tolvas de los camiones se deben limpiar para evitar materiales extraños en la mezcla. Las tolvas deben estar provistas de una lona o encerado para cubrir la mezcla desde que es cargada hasta el momento de su utilización.
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Extendido y colocación 12-10.51 La mezcla asfáltica al ser descargada en la máquina pavimentadora debe tener una temperatura que permita obtener las densidades de campo establecidas en el proyecto, de acuerdo a lo indicado en el Parágrafo 12-10.59, pero nunca debe ser menor de 105ºC. 12-10.52 La superficie de apoyo, al momento de la colocación de la MCAC, debe estar limpia y libre de agua o cualquier material diferente a los requeridos según lo indicado en el Parágrafo 12-10.42. 12-10.53 El extendido de la mezcla asfáltica se debe hacer por medio de máquinas pavimentadoras, sin que se produzcan arrastres o desgarramientos de la capa que se está extendiendo. No se debe permitir el palear la mezcla asfáltica sobre la superficie recién extendida. En caso de que se presenten áreas defectuosas, estas deben ser corregidas utilizando los procedimientos que sean aprobados por la Inspección de la Obra. 12-10.54 Sólo en las áreas inaccesibles para la Máquina Pavimentadora, y previa aprobación de la Inspección de la Obra, se podrán utilizar otros medios para la colocación de la mezcla asfáltica. Compactación y acabado 12-10.55 Patrón de compactación y densidad de la mezcla en campo Previo al inicio de los trabajos de extendido se debe determinar el Patrón de Compactación a utilizar en obra, a fin de asegurar que la MCAC satisfaga los requisitos de densidad que se indican mas adelante. El Patrón de Compactación deberá indicar: (a) tipo de mezcla; (b) el espesor de la capa; (c) características de los equipos de compactación (peso, presión de inflado, vibraciones por minuto y amplitud); (d) las temperaturas de compactación inicial y final; (e) el número de pases de cada compactadora y su secuencia de aplicación; (f) velocidad de operación de las compactadoras y (g) tipo de superficie de apoyo. En caso que se produzcan cambios o modificaciones en los parámetros indicados —o cualquier otra variable— que alteren las condiciones de obra, deberá determinarse un nuevo Patrón de Compactación. 12-10.56 Criterio de control de la densidad de campo El Ente Contratante debe establecer uno de los criterios que se indican a continuación, mediante el cual se analizarán los resultados de compactación de la mezcla:
(a) Densidad de Rice: este método referencia la densidad de campo a la densidad máxima de la mezcla sin vacíos, del lote correspondiente al control de calidad efectuado sobre la mezcla producida en planta. Esta densidad de referencia se determinará de acuerdo al Método de Ensayo ASTM D-2041.
(b) Densidad de laboratorio: este método referencia la densidad de campo a la densidad de laboratorio del lote correspondiente al control de calidad efectuado sobre la mezcla producida en planta. Esta densidad de referencia se determinará de acuerdo al Método de Ensayo ASTM D-1189.
En caso de que el Ente Contratante no especifique el criterio de comparación de las densidades de campo, se entenderá que se aplicará el Método de Densidad de Rice [Método (a)]. 12-10.57 Durante el proceso de compactación se deben cumplir los siguientes requisitos:
a) La compactación debe iniciarse a la máxima temperatura a la que la mezcla tenga la consistencia necesaria para resistir el peso de la compactadora sin sufrir desplazamientos.
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b) Se deben tomar las previsiones necesarias para evitar que la mezcla asfáltica se adhiera a las ruedas de las compactadoras.
c) Las compactadoras se deben mover lenta y uniformemente con la rueda de tracción hacia la máquina pavimentadora.
d) La velocidad de las Compactadoras debe mantenerse dentro de los rangos indicados a continuación:
VELOCIDAD DE COMPACTACIÓN (kph)
Tipo de compactadora Compactación Inicial
Compactación Intermedia
Compactación Final
Rueda de acero estática 3 a 5
3 a 5,5
3 a 5
Compactadora Neumática 4 a 5 4 a 6,5 4 a 5 Ruedas de acero vibratoria
4 a 5
6 a 8
Utilizar sólo en modo estático
e) Debe asegurarse que toda el área a ser compactada reciba el número
de pases establecidos en el Patrón de Compactación. f) El proceso de compactación debe concluirse antes que la mezcla
alcance una temperatura de 85ºC. g) La compactación de la mezcla debe efectuarse de tal forma que se logre
una superficie plana y nivelada.
12-10.58 En las áreas inaccesibles para los equipos de compactación, y previa aprobación de la Inspección de la Obra, se podrán utilizar otros equipos y/o medios para la densificación de la mezcla asfáltica. 12-10.59 Después de compactada la mezcla se debe tomar muestras del pavimento. El promedio de las densidades de las muestras debe estar comprendido entre el 93% y el 97% de la densidad máxima teórica determinada según el ensayo de RICE, si se ha fijado el Método (a) indicado en el Parágrafo 12-10.56, o ser mayor al 97% de la densidad promedio de laboratorio, si se ha seleccionado el Método (b) en el citado Parágrafo. La mezcla empleada para el ensayo de control de densidades debe ser la misma mezcla colocada en el tramo o lote evaluado. Si el promedio de las densidades de las muestras está por debajo del valor mínimo, según sea el caso, se aplicarán los Factores de Pago indicados en el Anexo 1, el cual se considera parte integrante de estas especificaciones 12-10.60 El “Ente Contratante” podrá exigir la aplicación de criterios estadísticos que tomen en consideración la variabilidad de los parámetros de control para determinar los límites de aceptación y rechazo de la mezcla asfáltica. Estos criterios deberán, en este caso, formar parte del Contrato de Obra como Anexo 2. 12-10.61 El espesor mínimo de cualquier capa —después de compactada— debe ser igual a dos y media (2,5) veces el tamaño nominal de la mezcla que se está compactando. El espesor máximo de compactación —por capa individual— no debe ser mayor a 10,0 cm. 12-10.62 El espesor final de la capa se debe comprobar periódicamente. Las muestras tomadas para comprobar el espesor pueden ser utilizadas también para el control de compactación. Los huecos producidos por la toma de muestras, deben ser llenados con MCAC y compactados por El Contratista inmediatamente después de ser tomada la muestra. No se reconocerá ninguna compensación por el relleno de los huecos. 12-10.63 La distribución del Agregado y la textura superficial de la capa asfáltica debe ser uniforme en toda la extensión del pavimento terminado, de lo contrario, el Ingeniero Inspector podrá —previa
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evaluación del sector defectuoso— rechazar el trabajo y exigir su corrección, a expensas de “El Contratista”. 12-10.64 Durante y después de la compactación, la superficie del pavimento —especialmente en las juntas de construcción— se debe probar con una regla de canto recto de tres metros de longitud. La diferencia de la superficie con el borde de la regla, colocada en cualquier dirección, no debe exceder de seis (6) mm. en ningún sitio. Todas las deformaciones que sobrepasen la tolerancia indicada se deben corregir, a expensas de El Contratista, según sea indicado por el Ingeniero Inspector. 12-10.65 En carreteras con características de tránsito ALTO, una vez concluidos los trabajos de pavimentación, se deberá determinar el Índice Internacional de Rugosidad (IRI) mediante equipos especialmente diseñados para este fin. Los valores de rugosidad IRI se emplearán en la aceptación o rechazo del pavimento terminado, mediante la aplicación de los Factores de Pago indicados en el Anexo 1, que forma parte de esta Especificación. Este requisito podrá aplicarse a vías con otros tipos de tránsito si así lo establece el Contrato de Obra. MEDICIÓN 12-10.80 Para la medición de los pavimentos de concreto asfáltico, se deben considerar las partidas siguientes: (a) concreto asfáltico y (b) material asfáltico. 12-10.81 Concreto asfáltico: Esta partida se mide por peso en toneladas métricas (1000 Kg) de pavimento terminado satisfactoriamente de acuerdo con lo establecido en esta Especificación. El peso se obtiene multiplicando el volumen de pavimento de cada lote por el promedio de las densidades obtenidas en las muestras del pavimento que se está midiendo. El volumen se obtiene multiplicando la longitud efectiva (12-10.82) por el ancho del tramo (12-10.83) y por el espesor promedio (12-10.84) del pavimento colocado. 12-10.82 La longitud efectiva es la longitud del pavimento colocado, medida en metros a lo largo del eje de la vía. A efectos de medición, la vía se divide en tramos de 2 km. de longitud máxima, para cada uno de esos tramos, se aplican las mediciones de ancho (12-10.83) y espesor promedio (12-10.84). 12-10.83 El ancho del tramo es el ancho del pavimento colocado, medido en metros, establecido en los planos, o en su defecto, el fijado por el Ingeniero Inspector. 12-10.84 El espesor promedio es el promedio aritmético de los espesores de pavimento colocado en cada lote, luego de efectuada su compactación. Los espesores de pavimento se determinan, para el total de cada tipo de mezcla empleada, mediante uno de los siguientes métodos:
1. Por toma de muestras del pavimento. En este caso, se deben tomar al menos seis (6) muestras de pavimento en cada lote, pudiendo estar incluidas para esa determinación, las muestras tomadas según se especifica en los Parágrafos 12-10.59 y 12-10.62.
2. Por secciones de topografía. En este caso se deben tomar secciones transversales.
Para cada sección se debe determinar un espesor promedio. El número de las secciones y la distancia entre cada una de ellas, debe ser aprobada por el Ing. Inspector El espesor promedio del pavimento es el promedio aritmético de los espesores colocados en cada lote luego de efectuada la compactación.
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Para el cálculo del espesor promedio, los valores individuales de las muestras están sujetas a las siguientes condiciones: a. mezclas colocadas como primera capa sobre la subrasante, bases y sub-bases no asfálticas y primera capa de repavimentación sobre un pavimento existente:
a.1 los espesores individuales comprendidos entre el 88% y el 112% del espesor de proyecto se deben considerar en su valor real a.2 los espesores individuales mayores al 112% del espesor de proyecto se deben considerar equivalentes al 100% del espesor de proyecto a.3 los espesores individuales menores al 88% del espesor de proyecto se deben considerar defectuosos. “El Contratante” debe ordenar la corrección o la remoción y reposición del sector con espesor defectuoso, o excluirá todo el sector del cómputo de las cantidades de obra.
b. Cualquier otra capa distinta a las consideradas en el caso (a) anterior: b.1 los espesores individuales comprendidos entre el 94% y el 106% del espesor de proyecto se deben considerar en su valor real b.2 los espesores individuales mayores al 106% del espesor de proyecto se deben considerar equivalentes al 100% del espesor de proyecto b.3 los espesores individuales menores al 94% del espesor de proyecto se deben considerar defectuosos. “El Contratante” debe ordenar la corrección o la remoción y reposición del sector con espesor defectuoso, o excluirá todo el sector del cómputo de las cantidades de obra
12-10.85 En el caso de que un mismo tipo de mezcla asfáltica deba ser extendida y compactada en varias capas, las tolerancias señaladas en el Parágrafo 12-10.84 serán aplicadas al espesor total resultante de la sumatoria de los espesores de las capas individuales. 12-10.86 Material asfáltico El material asfáltico utilizado en la mezcla de pavimento de concreto asfáltico, se debe medir en toneladas métricas (1.000 kg). La cantidad de material asfáltico empleado en cada tramo se debe determinar multiplicando el peso de la mezcla asfáltica colocada en el tramo por el porcentaje de material asfáltico de la mezcla asfáltica, determinado según se indica en el Parágrafo (12-10.87). 12-10.87 El porcentaje de material asfáltico de la mezcla asfáltica se debe determinar mediante el ensayo de extracción por centrífuga, o a través de equipos nucleares o de hornos de ignición. La muestra ensayada debe corresponder a la del lote que se está midiendo. FORMA DE PAGO 12-10.90 Concreto asfáltico Las partidas de concreto asfáltico se pagan al precio unitario establecido en el presupuesto, por tonelada métrica (1.000 kg) de pavimento construido satisfactoriamente, medido según se indica en los Parágrafos 12-10.80 y siguientes. El precio unitario de la partida para presupuesto correspondiente debe incluir:
? El suministro del agregado empleado para la construcción del pavimento de Concreto Asfáltico.
? El manejo y el procesamiento del Agregado y del material asfáltico. ? El transporte de la Mezcla Asfáltica a cualquier distancia. ? La preparación, el extendido y la compactación de la Mezcla Asfáltica. ? La ejecución e interpretación de los ensayos de control de calidad.
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? La provisión de todo el Equipo y Personal necesarios para la correcta ejecución de los trabajos.
Si el Ente Contratante lo considera conveniente, podrán adoptarse las siguientes modificaciones en el precio unitario de la partida de “concreto asfáltico”:
? Excluir el transporte del agregado y pagarlo por la Partida correspondiente a la Especificación 12-82, Transporte de Agregados para la Construcción de Pavimentos Asfálticos.
? Incluir en esta misma partida los gastos correspondientes al suministro y transporte del cemento asfáltico.
? Excluir el transporte de la mezcla y pagarlo según la Especificación 12-35, Transporte de Mezclas Asfálticas.
12-10.91 Cuando la superficie de apoyo donde se va a construir el pavimento de concreto asfáltico no satisfaga los requisitos establecidos en el Parágrafo 12-0.43 de la Especificación General (12-0), y/o las características de nivelación y de compactación establecidas en el proyecto, o cuando dicha superficie se deforme bajo el paso del equipo de prueba señalado en el Parágrafo 12-0.44 de la Especificación General (12-0), no siendo imputables a “El Contratista” las causas que hayan motivado esos defectos, los trabajos a que se refieren los Parágrafos 12-0.45 y 12-0.46 de la Especificación General (12-0), se deben pagar por la(s) partida(s) correspondiente(s). 12-10.92 Material asfáltico El Material Asfáltico se debe pagar al precio unitario establecido en el Presupuesto, por tonelada métrica (1000 Kg.) de Material Asfáltico utilizado, determinado según se indica en el Parágrafo 12-10.87. El precio unitario de la Partida para de Presupuesto correspondiente debe incluir: el suministro, y transporte del Material Asfáltico, así como la provisión de todo el Equipo y Personal necesario para la correcta ejecución de esta partida. Cuando el “Ente Contratante” lo juzgue conveniente, el Transporte del Material Asfáltico utilizado será pagado por la Partida para Presupuesto correspondiente a la Especificación 12-82, Transporte de material asfáltico para la Construcción de Pavimentos Asfálticos. 12-10.93 Factores de Pago Las cantidades de obra determinadas en cada lote, de acuerdo a lo indicado en los Artículos 12-10-81 y siguientes, se multiplicarán por un Factor de Pago Final (FPF), el cual se obtendrá al aplicar los criterios correspondientes a los Factores de Pago señalados en el Anexo 1, el cual forma parte de esta Especificación. PARTIDAS PARA PRESUPUESTO 12-10.99 Tipos de partidas El Ente Contratante seleccionará la(s) partida(s) a aplicar en el Contrato de Obra, en función de las características propias de la obra a ejecutar. Las partidas podrán incluir, de acuerdo al criterio del Ente Contratante, tal como se señala en el Parágrafo 12-10.90 y siguientes, los transportes de los diferentes materiales necesarios para la mezcla asfáltica. Las partidas contempladas en esta Especificación son las siguientes: C-12-10-002-01 Pavimento de concreto asfáltico en caliente, Tipo ____, para tránsito ____, de ___ cm de espesor, incluyendo el suministro y transporte de los agregados y del cemento asfáltico. Incluye el transporte de la mezcla asfáltica. Unidad: tonelada.
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C-12-10-002-02 Pavimento de concreto asfáltico en caliente, Tipo ____, para tránsito ____, de ___ cm de espesor. Incluye suministro y transporte de los agregados y del cemento asfáltico. No incluye transporte de la mezcla asfáltica. Unidad: tonelada. C-12-10-003-03 Pavimento de concreto asfáltico en caliente, Tipo ____, para tránsito ____, de ___ cm de espesor, incluyendo el suministro y transporte de los agregados. No incluye suministro ni transporte del cemento asfáltico, ni el transporte de la mezcla asfáltica. Unidad: tonelada. C-12-10-003-04 Pavimento de concreto asfáltico en caliente, Tipo ____, para tránsito ____, de ___ cm de espesor incluyendo el suministro de los agregados. No incluye transporte de los agregados ni suministro ni transporte del cemento asfáltico, ni el transporte de la mezcla asfáltica. Unidad: tonelada. C-12-10-009.01 Material asfáltico tipo C.A.____, para concreto asfáltico, incluyendo su transporte. Unidad: tonelada. C-12-10-009.02 Material asfáltico tipo C.A.____, para concreto asfáltico, sin incluir su transporte. Unidad: tonelada.
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NORMA INVEAS (MEZCLAS DE CONCRETO ASFÁLTICO-COVENIN 12-10)
ANEXO 1
FACTORES DE PAGO A. Alcance El presente Anexo se refiere a la determinación de las cantidades de mezcla asfáltica a ser cancelada a “El Contratista”, en el caso de pavimentos de Mezclas de Concreto Asfáltico en Caliente (MCAC) densamente gradadas, ejecutadas de acuerdo a lo establecido en la Partida COVENIN 12-10. Los Factores de Pago se aplicarán a las cantidades determinadas de acuerdo a lo señalado en los Parágrafos 12-10.80 (Medición) y siguientes, en las Partidas de concreto asfáltico; de material asfáltico; de los distintos transportes según sea el caso (de agregados, de material asfáltico y de mezcla); y de aditivos si los hubiere. B. Factores de Pago contemplados en este Anexo Los Factores de Pago descritos en este Anexo se definen de la siguiente manera:
? Factor de Pago por Granulometría (FPG) Valor igual a la unidad o fracción decimal que ajusta la cantidad de obra ejecutada en un lote de producción, en función de las variaciones —en los tamices # 4, # 8, # 50 y # 200— de los resultados de la granulometría de control en una o mas muestras de ensayo representativas del lote, con relación a los porcentajes pasantes en dichos tamices en la Combinación de Diseño (CD). ? Factor de Pago por Contenido de Asfalto (FPA) Valor igual a la unidad o fracción decimal que ajusta la cantidad de obra ejecutada en un lote de producción, en función de las variaciones en el contenido de asfalto determinado en el ensayo de extracción en una o más muestras de ensayo representativos del lote, con relación al porcentaje óptimo determinado de acuerdo a lo indicado en el Parágrafo 12-10.14. ? Factor de Pago por Compactación (FPC) Valor igual a la unidad o fracción decimal que ajusta la cantidad de obra ejecutada en un lote de producción, en función de las variaciones en el grado de compactación de un conjunto de muestras del pavimento terminado, de acuerdo a lo establecido en el Parágrafo 12-10.59. ? Factor de Pago por Planitud (FPP) Valor igual a la unidad, mayor a la unidad o fracción decimal que ajusta la cantidad de obra ejecutada en un tramo de pavimento correspondiente a un lote de producción, en función del valor del Indice Internacional de Rugosidad (IRI) medido en la capa de rodamiento en una vía de tránsito ALTO. En caso de que así lo considere conveniente la Inspección de la Obra, la medición de la rugosidad puede realizarse en una longitud determinada por la Inspección, y la rugosidad en ella determinada se aplicará por igual a la cantidad de lotes contemplados dentro de la longitud medida.
C. Ámbito de aplicación La aplicación de los Factores de Pago se hará en función del Tipo de Tránsito, determinado tal como se define en el Parágrafo 12-10.04, de acuerdo a la siguiente Tabla:
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Capa y Tipo vía según su tránsito
Factores de Pago a aplicar
CAPA DE RODAMIENTO EN VÍAS DE TRÁNSITO ALTO
* POR GRANULOMETRÍA (FPG) * POR CONTENIDO DE ASFALTO (FPA)
* POR COMPACTACIÓN (FPC) * POR PLANITUD (FPP)
CAPAS DISTINTAS A RODAMIENTO EN VÍAS DE TRÁNSITO ALTO Y CUALQUIER CAPA EN VÍAS DE TRÁNSITO MEDIO
* POR GRANULOMETRÍA (FPG)
* POR CONTENIDO DE ASFALTO (FPA) * POR COMPACTACIÓN (FPC
CUALQUIER CAPA EN VÍAS DE TRÁNSITO BAJO
* POR CONTENIDO DE ASFALTO (FPA)
* POR COMPACTACIÓN (FPC)
C. Determinación de la magnitud de los Factores de Pago El valor asignado a cada factor de pago individual se establecerá de acuerdo a los criterios que se indican a continuación: a. Factor de Pago por Granulometría (FPG)
Tamiz Nota (1)
Variación del porcentaje pasante con referencia al de la COMBINACIÓN
DE DISEÑO (CD) –Parágrafo 12-10.06—
(puntos de porcentaje por arriba o por debajo)
FACTOR DE PAGO (FPG)
0,00 — 7,00 1,00 7,01 — 8,00 0,98 8,01 — 9,00 0,95 9,00 — 10,00 0,90
Tamiz Nº 4
> 10,00 0,80* 0,00 — 5,50 1,00 5,51 — 6,50 0,98 6,51 — 7,50 0,95 7,51 — 8,50 0,90
Tamiz Nº 8
> 8,50 0,80* 0,00 — 4,00 1,00 4,01 — 5,50 0,98 5,51 — 6,50 0,95 6,51 — 7,50 0,90
Tamiz Nº 50
> 7,50 0,80* 0,00 — 2,00 1,00 2,01 — 2,40 0,98 2,41 — 2,80 0,95 2,81 — 3,20 0,90
Tamiz Nº 200
> 3,20 0,80* * o remoción total y reposición a expensas del Contratista, a criterio del Contratante
Nota 1: Cuando se encuentren desviaciones de la Combinación de Diseño (CD) en más de un tamiz, se seleccionará sólo el Factor de Pago que resulte mas bajo.
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b. Factor de Pago por contenido de Asfalto (FPA)
Variación del contenido de ligante asfáltico con referencia al óptimo (Parágrafo 12-10.14) (puntos de porcentaje por arriba o debajo)
FACTOR DE PAGO
(FPA) 0,00 — 0,45 1,00 0,46 — 0,65 0,95 0,66 — 0,75 0,90
> 0,75 0,80 (o remoción a criterio del contratante)
c. Factor de Pago por compactación (FPC) Cuando se aplique el criterio de densidad de Rice, tal como se indica en el Parágrafo 12-10.56, se aplicará el siguiente Factor por compactación:
Densidad promedio en obra,
referida a máxima de Rice (%) Número de muestras con compactación menor al
93%
FACTOR DE PAGO
(FPC) >= 93,0 ninguna 1,00 >= 93,0 Una ó mas 0,98
91,0 — 92,9 Una ó mas 0,90 88,0 — 90,9 Una ó mas 0,80
< 88
Una ó mas 0,50 o remoción a criterio del
Ente Contratante
Cuando se aplique el criterio de densidad de Laboratorio, tal como se indica en el Parágrafo 12-10.56, se aplicará el siguiente Factor por compactación:
Densidad promedio en obra, referida a la densidad de
laboratorio (%)
Número de muestras con compactación menor al
97%
FACTOR DE PAGO
(FPC) >= 97,0 ninguna 1,00 >= 97,0 Una ó mas 0,98
95,0 — 96,9 Una ó mas 0,90 92,0 — 94,9 Una ó mas 0,80
< 92
Una ó mas 0,50 o remoción a criterio del
Ente Contratante d. Factor de Pago por Planitud (FPP) A la longitud extendida y compactada de acuerdo a la producción contenida en el lote bajo control, se le medirá el Índice Internacional de Rugosidad (IRI) mediante el empleo de un equipo especialmente diseñado para este fin. La rugosidad acumulada en la longitud medida, se extrapolará linealmente, en caso de ser necesario a una longitud equivalente de un km. En caso de que así lo considere la Inspección de la Obra, la longitud de medición pudiere abarcar mas de un lote de producción. En este caso se determinará la rugosidad del pavimento en la longitud que determine el Ingeniero Inspector y el factor de pago correspondiente a la rugosidad medida para la longitud seleccionada, se aplicará por igual a los lotes contemplados dentro de la longitud medida.
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Una vez obtenido este valor, los factores de pago por Planitud, serán obtenidos de la siguiente tabla:
IRI (m/km)
Factor de Pago por Planitud (FPP)
<= 1,00 1,05 1,00 – 1,20 1,02 1,21 – 1,80 1,00 1,81 – 2,20 0,98 2,21 – 2,50 0,90 2,51 – 2,70 0,85 2,71 – 3,00 0,80
> 3,01
Corrección por cuenta del Contratista
e. Factor de Pago Integral (FPI) y Factor de Pago Final (FPF) Una vez que se ha establecido el valor de factor de pago para cada una de las propiedades indicadas en los Apartes (a) granulometría (FPG), (b) contenido de asfalto (FPA), (c) compactación (FPC) y (d) planitud (FPP), descritos anteriormente, se procede a obtener el Factor de Pago Integral (FPI), el cual es el resultado de multiplicar entre sí cada uno de los factores individuales, tal como se señala en la Tabla 1 que se presenta a continuación.
Tabla 1 FACTOR DE PAGO INTEGRAL Y FACTOR DE PAGO FINAL
SEGÚN EL TIPO DE CAPA Y EL TIPO DE VÍA
Capa y Tipo vía según su tránsito
Factor de Pago Integral (FPI)
Factor de Pago Final (FPF)
CAPA DE RODAMIENTO EN VÍAS DE TRÁNSITO ALTO
FPG * FCA * FPC * FPP
FPF = [ 1 – (1- FPI) ]
1,5
CAPAS DISTINTAS A RODAMIENTO EN VÍAS DE TRÁNSITO ALTO Y CUALQUIER CAPA EN VÍAS DE TRÁNSITO MEDIO
FPG * FCA * FPC
FPF = [ 1 – (1- FPI) ] 1,8
CUALQUIER CAPA EN VÍAS DE TRÁNSITO BAJO
FCA * FPC
FPF = [ 1 – (1- FPI) ]
2,2
Nota: el valor de FPF debe ser calculado con tres (3) cifras decimales
Las cantidades de obra determinadas en cada lote, de acuerdo a lo indicado en los Artículos 12-10-81 y siguientes, se multiplicarán por un Factor de Pago Final (FPF), el cual se obtendrá, a su vez, al aplicar la fórmula indicada en la Tabla 1, es decir:
Cantidades de obra a cancelar = (cantidades de obra medidas en el lote) * FPF
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A los efectos de esta especificación se denomina “lote” a la cantidad de mezcla asfáltica que esté respaldada por un conjunto de ensayos de control de calidad. Normalmente se corresponde con la producción de media jornada de trabajo.
ANEXO F
NORMA COVENIN 1471-93 ASFALTO DILUIDO
